【2-SAT】【优化连边】【AtCoder Regular Contest 069 F】Flag
2017-11-03 20:52
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Description
Snuke 喜欢旗子.Snuke 正在将N 个旗子摆在一条线上.
第i 个旗子可以被放在位置xi 或yi 上.
Snuke 认为两个旗子间的最小距离越大越好. 请你求出最大值.
对于100% 的数据, 1 <= N <= 10^4,1 <= xi, yi <= 10^9.
2-SAT
模型还是比较显然的。看到双最值想到二分,转为判定性问题我们拆点,b[i][1]表示位置i选,b[i][0]表示不选
这时边的意义就是“推出”,比如说b[xi][0]向b[yi][1]连边,因为xi不放就必然要放yi
考虑限制条件:判定是否有方案,使得选择的点间距>=lim
对于每个点x,如果它选,那么b[x][1]就要向所有的dis(x,y)< lim 的b[y][0]连边,因为一旦选择了x,就不能选与它间距< lim的点
然而这样最坏情况下,边数是O(n2)的,我们需要优化连边
考虑到连边总是向一个去心领域内连,我们有对应的优化方法
分块优化连边
自己yy吧,很简单。这样会多出O(n0.5)个中转点线段树优化连边
用线段树上的结点结构来优化,父节点向子节点连边。这样会多出O(n)个中转点进行完连边优化之后,边数变成O(n1.5)或O(nlogn)的
接着要求解2-SAT
2-SAT问题一般有两个解决方法
有向图的Tarjan算法
对构出的图跑Tarjan,对于任意x判定b[x][0],b[x][1]是否在同一连通块。若是则有矛盾。不太清楚这种方法如何构造一组可行解。
构造一组可行解
17.12.27 UPD:可以构造可行解,但是只能保证是任意一种。tarjan算法跑完之后,将SCC缩起来,将图连反边之后跑拓扑序(其实相当于跑拓扑逆序),每遇到一个未被染色的点就染成选,并将其对立点(预处理)染成不选。
例题:https://jzoj.net/senior/#main/show/4350
while(!q.empty()) { int u=q.front();q.pop(); if(!col[u]) col[u]=1,col[inv[u]]=2; efo(i,u,v) if(!--in[v]) q.push(v); }
dfs染色 UPD:大暴力
对于当前遇到的每个未染色的点,尝试染b[x][0],如果不可行再染b[x][1]一个点开始的dfs染色会把它所在的SCC的所有点的0/1确定下来
这样可以通过最后每个点的颜色来构造可行解
可是,我们线段树优化连边时新建了O(n)个点,如果很多个点都dfs重新染色,可能会重复经过这O(n)个点多次。这个复杂度我不太会算,但是这种方法实测很快,在Atcoder上交也过了(虽然说跑得挺慢)
17.12.27 UPD:
dfs染色过程算法本身就是O(nm)的,是2-SAT问题的暴力解法。用处大概是构造字典序最小解。
Code
分块优化连边+dfs染色#include<cmath> #include<cstdio> #include<cstring> #include<algorithm> #define fo(i,a,b) for(int i=a;i<=b;i++) #define fd(i,b,a) for(int i=b;i>=a;i--) #define efo(i,v,u) for(int i=last[v],u=to[last[v]];i;i=nxt[i],u=to[i]) #define max(x,y) ((x)>(y)?(x):(y)) #define min(x,y) ((x)<(y)?(x):(y)) #define mset(a,x) memset(a,x,sizeof(a)) using namespace std; typedef long long ll; void read(int &n) { int t=0,p=1;char ch; for(ch=getchar();!('0'<=ch && ch<='9');ch=getchar()) if(ch=='-') p=-1; for(;'0'<=ch && ch<='9';ch=getchar()) t=t*10+ch-'0'; n=t*p; } const int N=4e5+5,M=50000005; int n,nn,rtn,tot,ext,b [2]; struct node { int x,id; }a ; bool cmp(node a,node b){return a.x<b.x;} int m,co ,to[M],nxt[M],last ,list ,L ,R ; void link(int u,int v) { to[++m]=v,nxt[m]=last[u],last[u]=m; } bool dfs(int v) { if(v<=tot && co[v^1]) return 0; if(v<=tot && co[v]) return 1; co[v]=1; list[++list[0]]=v; efo(i,v,u) if(!co[u]) if(!dfs(u)) return 0; return 1; } bool check(int lim) { m=0;mset(last,0); fo(i,1,n) { link(b[i+i-1][0],b[i+i][1]),link(b[i+i][1],b[i+i-1][0]); link(b[i+i-1][1],b[i+i][0]),link(b[i+i][0],b[i+i-1][1]); } fo(i,1,rtn) fo(j,L[i],R[i]) link(tot+i,b[a[j].id][0]); int l=1,r=1; fo(i,1,nn) { while(l<nn && a[i].x-a[l].x>=lim) ++l; while(r<nn && a[r+1].x-a[i].x<lim) ++r; int ql=min(rtn,(l-1)/rtn+1),qr=min(rtn,(r-1)/rtn+1),qi=min(rtn,(i-1)/rtn+1); if(ql==qr) { fo(j,l,r) if(j!=i) link(b[a[i].id][1],b[a[j].id][0]); } else { if(ql==qi) fo(j,l,i-1) link(b[a[i].id][1],b[a[j].id][0]); else { fo(j,l,R[ql]) link(b[a[i].id][1],b[a[j].id][0]); fo(j,ql+1,qi-1) link(b[a[i].id][1],tot+j); fo(j,L[qi],i-1) link(b[a[i].id][1],b[a[j].id][0]); } if(qi==qr) fo(j,i+1,r) link(b[a[i].id][1],b[a[j].id][0]); else { fo(j,i+1,R[qi]) link(b[a[i].id][1],b[a[j].id][0]); fo(j,qi+1,qr-1) link(b[a[i].id][1],tot+j); fo(j,L[qr],r) link(b[a[i].id][1],b[a[j].id][0]); } } } mset(co,0); fo(i,1,tot) { int x=i+i-1; if(!co[b[x][0]] && !co[b[x][1]]) { list[0]=0; if(!dfs(b[x][0])) { fo(j,1,list[0]) co[list[j]]=0; list[0]=0; if(!dfs(b[x][1])) return 0; } } } return 1; } int main() { freopen("a.in","r",stdin); freopen("a.out","w",stdout); int x,y; read(n);nn=n+n; fo(i,1,n) read(a[i+i-1].x),read(a[i+i].x); tot=1; fo(i,1,nn) a[i].id=i,b[i][0]=++tot,b[i][1]=++tot; rtn=sqrt(nn); fo(i,1,rtn-1) L[i]=1+rtn*(i-1),R[i]=rtn*i; L[rtn]=1+rtn*(rtn-1),R[rtn]=nn; sort(a+1,a+nn+1,cmp); int l=0,r=a[nn].x+1; while(l<r-1) { int mid=(l+r)>>1; if(check(mid)) l=mid; else r=mid; } printf("%d\n",l); return 0; }
线段树优化连边+tarjan判可行
#include<stack> #include<cstdio> #include<cstring> #include<algorithm> #define fo(i,a,b) for(int i=a;i<=b;i++) #define fd(i,b,a) for(int i=b;i>=a;i--) #define efo(i,v,u) for(int i=last[v],u=to[last[v]];i;i=nxt[i],u=to[i]) #define max(x,y) ((x)>(y)?(x):(y)) #define min(x,y) ((x)<(y)?(x):(y)) #define mset(a,x) memset(a,x,sizeof(a)) using namespace std; typedef long long ll; void read(int &n) { int t=0,p=1;char ch; for(ch=getchar();!('0'<=ch && ch<='9');ch=getchar()) if(ch=='-') p=-1; for(;'0'<=ch && ch<='9';ch=getchar()) t=t*10+ch-'0'; n=t*p; } const int N=4e5+5,M=1e7+5; int n,nn,vtot,tot,root,b [2]; struct node { int x,id; }a ; bool cmp(node a,node b){return a.x<b.x;} int m,co ,to[M],nxt[M],last ,ls ,rs ; void link(int u,int v) { to[++m]=v,nxt[m]=last[u],last[u]=m; } void build(int &v,int l,int r) { if(l==r) { v=b[a[l].id][0]; return; } v=++tot; int mid=l+r>>1; build(ls[v],l,mid);build(rs[v],mid+1,r); link(v,ls[v]);link(v,rs[v]); } void add(int v,int l,int r,int x,int y,int p) { if(x>y || l>r) return; if(l==x && r==y) { link(p,v); return; } int mid=l+r>>1; if(y<=mid) add(ls[v],l,mid,x,y,p); else if(x>mid) add(rs[v],mid+1,r,x,y,p); else add(ls[v],l,mid,x,mid,p),add(rs[v],mid+1,r,mid+1,y,p); } int now,top,num,low ,dfn ,scc ,sta ; bool bz ,vis ; void tarjan(int v) { low[v]=dfn[v]=++now; bz[v]=vis[v]=1; sta[++top]=v; efo(i,v,u) if(!vis[u]) { tarjan(u); low[v]=min(low[v],low[u]); } else if(bz[u]) low[v]=min(low[v],dfn[u]); if(low[v]==dfn[v]) { sta[top+1]=0;++num; for(;sta[top+1]!=v;top--) bz[sta[top]]=0,scc[sta[top]]=num; } } bool check(int lim) { m=0;mset(last,0); fo(i,1,n) { link(b[i+i-1][0],b[i+i][1]),link(b[i+i][1],b[i+i-1][0]); link(b[i+i-1][1],b[i+i][0]),link(b[i+i][0],b[i+i-1][1]); } tot=vtot; build(root,1,nn); int l=1,r=1; fo(i,1,nn) { while(l<nn && a[i].x-a[l].x>=lim) ++l; while(r<nn && a[r+1].x-a[i].x<lim) ++r; add(root,1,nn,l,i-1,b[a[i].id][1]); add(root,1,nn,i+1,r,b[a[i].id][1]); } now=top=num=0;mset(bz,0);mset(vis,0);mset(scc,0); fo(i,1,vtot) if(!vis[i]) tarjan(i); fo(i,1,nn) if(scc[b[i][0]]==scc[b[i][1]]) return 0; return 1; } int main() { freopen("a.in","r",stdin); freopen("a.out","w",stdout); int x,y; read(n);nn=n+n; fo(i,1,n) read(a[i+i-1].x),read(a[i+i].x); vtot=1; fo(i,1,nn) a[i].id=i,b[i][0]=++vtot,b[i][1]=++vtot; sort(a+1,a+nn+1,cmp); int l=0,r=a[nn].x+1; while(l<r-1) { int mid=l+r>>1; if(check(mid)) l=mid; else r=mid; } printf("%d\n",l); return 0; }
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