【做题】Codeforces Round #453 (Div. 1) D. Weighting a Tree——拆环
前言:结论题似乎是我的硬伤……
题意是给你一个无向图,已知连接到每一个点的边的权值和(为整数,且属于区间[-n,n]),需要求出每条边权值的一个合法解(都要是在区间[-2*n^2,2*n^2]内的整数)。
第一个想法当然是O(n^2*m)的高斯消元。在此基础上,我想过通过选取某些节点,在边权总和中减去与之相邻的边,来逐个解出边的权值。这个本质上是优化解方程的办法难以适应全部情况,且难以通过编程实现。于是只能舍弃这个想法。
后来通过漫无边际的瞎想,观察标题,容易发现对于一棵树求解这个问题是极为容易的。于是下一个思路就是把这个无向图转化为一棵树。如下图所示,偶环的情况是很容易就能解决的。(无脑删边)
那么奇环怎么办呢?事实上,本人就卡在了这里。如果按照偶环的方法来解释奇环删边的合法性,我们发现最终有一个点的点权增加了2a。陷入僵局。这时,不妨让我们再考虑一下对树求解的过程。也就是一次dfs,对于除根结点之外的每一个结点都满足其权值和,再根据根结点是否满足其约束条件来判断是否有解。注意到上面奇环的操作,实质就意味着如果我们以一个奇环上的点为根结点,那么就可以在最后判断的时候任意加上一个偶数了。容易证明,最后与根结点相邻的边权和与其应有的边权和之差一定是一个偶数。也就是说,有奇环的图是一定有解的。因此,我们如上的处理奇环的方式,并不会影响解的存在性。
于是,我们就得到了处理环的方式:都不鸟它,并从奇环上随意拉一个点当根结点。
讲到这里,我们似乎还忽略了一个条件。
write a weight between - 2·n2 and 2·n2 (inclusive) on each edge
当然,这个范围是相当大的,一般而言解是一定在这个区间内的(也仅限一般而言)。基于cf是一个有hack机制的网站,毫无疑问会有数据把你的解卡出这个区间(对本人而言是test 34)。因此,random_shuffle是必不可缺的。
时间复杂度O(n+m)。
#include <bits/stdc++.h>
#define int long long
#define tag(i) (ed[((i)|1)>>1].id)
using namespace std;
const int N = ;
struct edge {
int la,b;
edge(int la=,int b=):la(la),b(b) {};
} con[N<<];
int tot=,fir[N];
void add(int from,int to) {
con[++tot] = edge(fir[from],to);
fir[from] = tot;
con[++tot] = edge(fir[to],from);
fir[to] = tot;
}
int c[N],ans[N],n,m,cnt,dep[N],rt,ano,fat[N],up[N],mar[N];
typedef pair<int,int> pii;
struct data {
int a,b,id;
data(int a=,int b=,int id=):a(a),b(b),id(id){}
} ed[N];
pii ext[N];
bool vis[N];
void dfs_init(int pos,int fa) {
fat[pos] = fa;
vis[pos] = ;
dep[pos] = dep[fa] + ;
for (int i = fir[pos] ; i ; i = con[i].la) {
if (con[i].b == fa) continue;
if (vis[con[i].b]) {
if (pos > con[i].b) ext[++cnt] = pii(pos,i);
} else dfs_init(con[i].b,pos),up[con[i].b] = tag(i);
}
}
int dfs(int pos,int fa) {
vis[pos] = ;
int now = c[pos];
for (int i = fir[pos] ; i ; i = con[i].la) {
if (vis[con[i].b]) continue;
now -= (ans[tag(i)] = dfs(con[i].b,pos));
}
return now;
}
bool ocy(pii x) {
int a = x.first, b = con[x.second].b;
return (dep[a] + dep[b] + )&;
}
void print() {
puts("YES");
for (int i = ; i <= m ; ++ i) {
cout << ans[i] << endl;
}
}
void modify(int x,int y) {
int k1 = , k2 = -;
while (dep[x] > dep[y]) {
mar[up[x]] += k1;
k1 = -k1;
x = fat[x];
}
while (dep[y] > dep[x]) {
mar[up[y]] += k2;
k2 = -k2;
y = fat[y];
}
while (x != y) {
mar[up[x]] += k1;
k1 = -k1;
x = fat[x];
mar[up[y]] += k2;
k2 = -k2;
y = fat[y];
}
}
signed main() {
int a,b;
cin >> n >> m;
for (int i = ; i <= n ; ++ i) cin>>c[i];
for (int i = ; i <= m ; ++ i) {
cin >> a >> b;
ed[i] = data(a,b,i);
}
random_shuffle(ed+,ed+m+);
for (int i = ; i <= m ; ++ i) add(ed[i].a,ed[i].b);
dfs_init(,);
for (int i = ; i <= cnt ; ++ i) {
if (ocy(ext[i])) {
rt = ext[i].first, ano = con[ext[i].second].b;
modify(rt,ano);
mar[tag(ext[i].second)] ++;
break;
}
}
memset (vis,,sizeof vis);
if (rt) {
int uns = dfs(rt,)>>;
for (int i = ; i <= m ; ++ i) ans[i] += mar[i] * uns;
print();
} else {
if (dfs(,) != ) puts("NO");
else print();
}
return ;
}
小结:关于我卡在奇环无从下手,应该是缺乏与实际算法的运行相结合。
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