POJ 1904 King's Quest (强连通分量+完美匹配)
<题目链接>
题目大意:
有n个王子,每个王子都有k个喜欢的妹子,每个王子只能和喜欢的妹子结婚,大臣给出一个匹配表,每个王子都和一个妹子结婚,但是国王不满意,他要求大臣给他另一个表,每个王子可以和几个妹子结婚,按序号升序输出妹子的编号,这个表应满足所有的王子最终都有妹子和他结婚。
解题分析: <转载于 >>> >
如果王子u喜欢妹子v,则建一条边u指向v(u,v),对于大臣给出的初始完美匹配,如果王子u和妹子v结婚,则建一条边v指向u(v,u),然后求强连通分量。对于每个王子和妹子,如果他们都在同一个强连通分量内,则他们可以结婚。
为什么呢?因为每个王子只能和喜欢的妹子结婚,初始完美匹配中的丈夫和妻子之间有两条方向不同的边可以互达,则同一个强连通分量中的王子数和妹子数一定是相等的,若王子 x 可以和另外的一个妹子 a 结婚,妹子 a 的原配王子 y 肯定能找到另外一个妹子 b 结婚,因为如果找不到的话,则 x 和 a 必不在同一个强连通分量中。
所以一个王子可以和所有与他同一强连通分量的妹子结婚,而这不会导致同一强连通分量中的其他王子找不到妹子结婚。
(证明:王子为什么不能选择不同强连通分量的妹子:
反证法:如果强连通分量 1 中的王子选择了强连通分量 2 中的妹子,那么势必强连通分量 2 中的一个王子无法在自己的强连通分量中找到妹子,那么他就会去别的强连通分量找妹子,这样一直循环下去,我们知道最终一定是经过了强连通分量 1,2,x1,x2,xn,……,1,王子们才能都找到自己的妹子,这样这些强连通分量1,2,x1,x2,xn,……,1会构成一个强连通分量,与题设在不同强连通分量中找妹子不符)。
#include <algorithm>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <vector>
using namespace std; #define clr(a, b) memset(a, b, sizeof(a))
const int N = 5e3 + ; int n, tot, scc, top;
int stk[N], dfn[N], low[N], belong[N], instack[N], ans[N];
vector<vector<int> > G;
void init() {
tot = scc = top = ;
clr(dfn, );clr(stk, );clr(low, );clr(belong, );clr(instack, );
G.clear(), G.resize(N);
}
void Tarjan(int u) {
low[u] = dfn[u] = ++tot;
stk[++top] = u;
instack[u] = ;
int v;
for (int i = ; i < G[u].size(); i++) {
v = G[u][i];
if (!dfn[v]) {
Tarjan(v);
low[u] = min(low[u], low[v]);
} else if (instack[v]) low[u] = min(low[u], dfn[v]);
}
if (low[u] == dfn[u]) {
++scc;
do {
v = stk[top--];
instack[v] = ;
belong[v] = scc; //将该强连通块缩点染色
} while (v != u);
}
}
int main() {
while (scanf("%d", &n) != EOF) {
init();
int k, x;
for (int i = ; i <= n; i++) {
scanf("%d", &k);
while (k--) {
scanf("%d", &x);
G[i].push_back(x + n); //王子编号为1~n,公主编号为n+1~2*n
}
}
for (int i = ; i <= n; i++) {
scanf("%d", &x);
G[x + n].push_back(i); //根据该完美匹配,让公主与对应的王子连边
}
for (int i = ; i <= n; i++) if (!dfn[i]) Tarjan(i);
for (int i = ; i <= n; i++) {
int u = belong[i], v;
clr(ans, ); // ans[]存所有能够与当前王子进行配对的公主
int cur = ;
for (int j = ; j < G[i].size(); j++) { //找出当前王子所在联通块的公主数量
v = belong[G[i][j]];
if (u == v) ans[cur++] = G[i][j];
}
sort(ans, ans + cur);
printf("%d ", cur);
for (int i = ; i < cur; i++) {
printf("%d%s", ans[i] - n, i == cur - ? "\n" : " ");
}
}
}
}
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