Уличная гонка
http://acm.pku.edu.cn/JudgeOnline/problem?id=1172
На рисунке ниже изображен пример плана улиц для гонки. Вы видите точки, помеченные числами от 0 до N (где N = 9), а также стрелки, соединяющие их. Точка 0 является стартовой, а точка N - финишной. Стрелками представлены улицы с односторонним движением. Участники гонки передвигаются от точки к точке по улицам только в направлении стрелок. В каждой точке участник гонки может выбрать любую из исходящих стрелок.

Назовем план улиц "хорошим", если он обладает следующими свойствами:
1. Каждая точка плана может быть достигнута со старта.
2. Финиш может быть достигнут из любой точки плана.
3. У финиша нет исходящих стрелок.
Для достижения финиша участник не обязан пройти через все точки. Однако некоторые точки невозможно обойти. Назовем их "неизбежными". В примере такими точками являются точки 0, 3, 6 и 9. Для заданного "хорошего" плана ваша программа должна определить множество "неизбежных" точек (за исключением старта и финиша), которые должны посетить все участники (подзадача А).
Предположим, что гонка проводиться за 2 последовательных дня. Для этой цели план должен быть разбит на два "хороших" плана, по одному на каждый день. В первый день точкой старта является точка 0, а финишем служит некая точка разбиения. Во второй день старт находится в этой точке разбиения, а финиш - в точке N. Для заданного "хорошего" плана ваша программа должна определить множество всех возможных точек разбиения (подзадача В). Точка S является точкой разбиения для "хорошего" плана C, если S отличается от старта и финиша С, и план разбивается на два "хороших" плана без общих стрелок и с единственной общей точкой S. В примере такой точкой разбиения является точка 3.
Входные данные
"Хороший" план содержит не более 50 точек и не более 100 стрелок. На вход подается N+1 строка. Первые N строк содержат конечные точки точки стрелок, исходящих, соответственно, из точек от 0 до N-1. Каждая из этих строк заканчивается числом -2. В последней строке содержится число -1.
Выходные данные
Выведите две строки. Первая строка должна содержать количество "неизбежных" точек в заданном плане, после чего в той же строке должны следовать номера этих точек в любом порядке (подзадача А). Вторая строка должна содержать количество точек разбиения в заданном плане, за которым в той же строке должны следовать номера этих точек в любом порядке (подзадача В).
Пример входных данных
1 2 -2
3 -2
3 -2
5 4 -2
6 4 -2
6 -2
7 8 -2
9 -2
5 9 -2
-1
Пример выходных данных
2 3 6
1 3
Анализ условия и обсуждение идеи решения
Пример решения на Pascal:
CONST Max_points = 50;
Max_Arrows = 100;
TYPE Point_array = ARRAY [0..Max_points-1] OF BOOLEAN;
VAR input_file,output_file : text;
current_arrow,current_point,number_of_points,number_of_arrows,
number_unavoidable_points,number_splitting_points : INTEGER;
Arrows : ARRAY [0..Max_Arrows-1,0..1] OF INTEGER;
unavoidable,splitting : Point_array;
PROCEDURE initialisation;
BEGIN
number_of_points:=1;
number_of_arrows:=0;
number_unavoidable_points:=0;
number_splitting_points:=0;
FOR current_point:=0 TO Max_points-1 DO
BEGIN
splitting [current_point]:=FALSE ;
unavoidable [current_point]:=FALSE
END;
END;
PROCEDURE read_input;
VAR num : INTEGER;
BEGIN
read(num);
WHILE NOT (num = -1) DO
BEGIN
IF num = -2
THEN INC (number_of_points)
ELSE BEGIN
Arrows [number_of_arrows][0] := number_of_points-1;
Arrows [number_of_arrows][1] := num;
INC (number_of_arrows)
END;
read(num)
END;
END;
PROCEDURE write_output;
BEGIN
Write(number_unavoidable_points);
FOR current_point:=1 TO number_of_points-2 DO
IF unavoidable[current_point]
THEN write(' ',current_point);
Writeln;
Write (number_splitting_points);
FOR current_point:=1 TO number_of_points-2 DO
IF splitting[current_point]
THEN write(' ',current_point);
END;
PROCEDURE finalisation;
BEGIN
END;
PROCEDURE compute_results;
VAR reachable : Point_array;
PROCEDURE find_reachable (current_point:INTEGER);
VAR point:INTEGER;
ready:BOOLEAN;
BEGIN
FOR point:=1 TO number_of_points - 1 DO
reachable[point]:=FALSE;
reachable[0]:=TRUE;
ready:=FALSE;
WHILE NOT ready DO
BEGIN ready:=TRUE;
FOR current_arrow:=0 TO number_of_arrows-1 DO
IF reachable [Arrows[current_arrow,0]] AND
NOT reachable [Arrows[current_arrow,1]] AND
(Arrows[current_arrow,1]<>current_point)
THEN BEGIN reachable[Arrows[current_arrow,1]]:=TRUE;
ready:=FALSE
END;
END
END;
FUNCTION is_splitting:BOOLEAN;
VAR current_arrow:INTEGER;
OK:BOOLEAN;
BEGIN
current_arrow:=0;
OK:=TRUE;
WHILE (current_arrow<number_of_arrows) AND OK DO
BEGIN
OK:=reachable [Arrows[current_arrow,0]] OR
NOT (reachable [Arrows [current_arrow,1]]);
INC(current_arrow)
END;
is_splitting:=OK
END;
BEGIN
FOR current_point:=1 TO number_of_points-2 DO
BEGIN
find_reachable (current_point);
IF NOT reachable[number_of_points-1]
THEN BEGIN
unavoidable [current_point] := TRUE;
INC (number_unavoidable_points);
IF is_splitting
THEN BEGIN
splitting[current_point]:=TRUE;
INC (number_splitting_points)
END
END
END;
END;
BEGIN
initialisation;
read_input;
compute_results;
write_output;
finalisation;
END.