LA3523 二分图和点双连通分量的综合性质及证明
2014-02-28 21:40
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1 /*LA3523图论 二分图和点双连通分量的综合性质 这道题因为算法证明的理解,卡了几天,所以这里自己要详细的给自己分析一下. 题意:n个骑士举行圆桌会议。一场会议至少有3个人,且人数必须是奇数,人必须依次相邻的坐。相互憎恨的人不能相邻。问,无法参加任何会议的人的个数。 建模:每个人代表一个点,能相邻而坐的人之间连线(无向图)。如果一个点,不在任何一个奇圈中,则他必然不能参加任何会议。(一切会议方案都在图中被枚举了) 特殊情况:有几个连通分量,就分别判断。 算法设计: 1、我们发现这道题的建模容易,算法较难思考出,这个就像最小生成树,构造简单,算法难证明。 2、引用了性质:二分图没有奇圈,非二分图至少有一个奇圈(这是放在图是点双连通分量的基础上考虑的(任意两点至少存在两条点不重复的路径))就是说,满足条件的点最起码在一个点双连通分量上(因而,按照圆桌坐,至少形成点不重复的圈) 这个算法设计的讨巧了,就像是有了算法,再去证明的。 3、证明:点双分量的非二分图,每个点都在一个奇圈里: 如上图:我们假设有一个奇圈,因为是点双,没有割点,必然有紧挨着的圈,假设这个是偶数圈,则,这个偶数圈必然能和原来的奇圈组成新的奇圈(因为:新的圈=(奇数圈-k)+(偶数圈-k)=奇数+偶数-偶数=奇数,k是共同边上的点数,) 我们想想一下,以这个原本就存在的奇圈为中心向外辐散,是不是生成了很多奇圈,这样每个点都在一个奇圈上了。 注意:注意当点i属于多个连通分量时,bccno[i]多次被覆盖,所以无意义bccno,但是可以在后来,读出一个bcc中的点,给这些点标上相应的分量序号 */ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <math.h> #include <ctype.h> #include <string> #include <iostream> #include <sstream> #include <vector> #include <queue> #include <stack> #include <map> #include <list> #include <set> #include <algorithm> #define INF 0x3f3f3f3f #define LL long long #define eps 1e-7 #define maxn 1100 using namespace std; bool Hate[maxn][maxn];//注意憎恨是相互的 int n,m; struct Edge{int u,v; }; int color[maxn]; //判断结点u所在的连通分量是否是二分图 int pre[maxn] , iscut[maxn] ,bccno[maxn] , dfs_clock , bcc_cnt; vector<int>G[maxn] , bcc[maxn]; bool bipartite(int u,int num)//u节点,num分量的序号 { for(int i=0;i<G[u].size();i++)//枚举每条边 { int v=G[u][i]; if(bccno[v]!=num) continue;//不从这个点dfs if (color[v]==color[u]) return false;//结点已经着了相分的颜色,产生了矛盾 if (!color[v])//还没有着色 { color[v]=3-color[u]; if (!bipartite(v,num)) return false; } } return true; } stack<Edge> S;//中间变量 //bcc_cnt连通分量的个数 //bcc[i]第二个连通分量中所有的点 //注意当点i属于多个连通分量时,bccno[i]多次被覆盖,所以无意义bccno int dfs(int u,int fa){ int lowu = pre[u] = ++dfs_clock; int child = 0 , ecnt = G[u].size(); for(int i=0;i<ecnt ;i++){ int v = G[u][i]; Edge e = (Edge){u , v}; if(!pre[v]){ S.push(e); child++; int lowv = dfs(v ,u); lowu = min(lowu , lowv); if(lowv >= pre[u]){ iscut[u] = 1; bcc[++bcc_cnt].clear(); while(true){ Edge x = S.top(); S.pop(); if(bccno[x.u]!=bcc_cnt) bcc[bcc_cnt].push_back(x.u) , bccno[x.u] = bcc_cnt; if(bccno[x.v]!=bcc_cnt) bcc[bcc_cnt].push_back(x.v) , bccno[x.v] = bcc_cnt; if(x.u==u && x.v==v) break; } } } else if(pre[v] < pre[u] && fa!=v){ S.push(e); lowu = min(lowu , pre[v]); } } if(fa<0 && child==1) iscut[u] = 0; return lowu; } void find_bcc(int n)//n是定点个数 { memset(pre,0,sizeof(pre)); memset(iscut,0,sizeof(iscut)); memset(bccno,0,sizeof(bccno)); dfs_clock=bcc_cnt=0; for(int i=1;i<=n;i++) { if(!pre[i]) dfs(i,-1); } } void read() { memset(Hate,0,sizeof(Hate)); for(int i=1;i<=m;i++) { int a,b; cin>>a>>b; Hate[a][b]=Hate[b][a]=true; } for(int i=1;i<=n;i++)//建图 { G[i].clear(); for(int j=1;j<=n;j++) { if (i==j) continue; if (!Hate[i][j]) G[i].push_back(j);//没有憎恨关系可以连一条边 //因为在后面又会枚举j连出的边,所以肯定形成了双向边 } } return; } bool ok[maxn];//是否能在一个奇圈中 int main() { while(cin>>n>>m) { if (n==0 && m==0) break; read(); find_bcc(n); memset(ok,0,sizeof(ok)); for(int i=1;i<=bcc_cnt;i++)//枚举每个连通分量 { if (bcc[i].size()<=2) continue;//排除1,2个点形成的连通分量,这句在白书上没有写,是因为,单点和两个点是二分图! for(int j=0;j<bcc[i].size();j++) bccno[bcc[i][j]]=i; memset(color,0,sizeof(color));//记得初始化 int s=bcc[i][0]; color[s]=1;//记得标记 if (!bipartite(bcc[i][0],i))//非二分图 { for(int j=0;j<bcc[i].size();j++) ok[bcc[i][j]]=true; } } int ans=0; for(int i=1;i<=n;i++) if (!ok[i]) ans++; cout<<ans<<endl; } return 0; }
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