• 算法进阶-2sat-cf-1697F


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    题目大意

    https://codeforces.com/contest/1697/problem/F
    给定数字n,k生成一个数组A,数组要求相邻数字要求上升或相等,所有数字需要在1到k之间,同时要满足以下条件。
    1 i x: 表示A[i]个数字不能等于x。
    2 i j x: 表示A[i]+A[j] <= x。
    3 i j x: 表示A[i]+A[j] >= x。

    分析&思路

    由于k范围很小,可枚举j从1-k, 用2个状态表示A[i]>=j 或者 A[i]<j,直接想到思路就是用2sat表示。

    分析一下2sat建立边的过程。
    根据基本上升条件
    如果A[i]>=j 可以推出A[i]>=j-1, 如果A[i] < j则推出A[i]<j+1

    然后是根据3个补充条件进行设置。
    1 i x: 表示A[i]个数字不能等于x。那么可以设置 A[i]>=x+1 || A[i]<x
    2 i j x: 表示A[i]+A[j] <= x。枚举 s从1到k, 如果A[i]>=s, 则A[j]<x-s+1, 具有对称性,将i,j对调即可。
    3 i j x: 表示A[i]+A[j] >= x。枚举 s从1到k, 如果A[i]<s+1, 则A[j]>=x-s, 具有对称性,将i,j对调即可。

    AC代码

    
    #include <iostream>
    #include <stdio.h>
    #include <queue>
    #include <string.h>
    #include <stack>
    #include <vector>
    #include <map>
    #include <algorithm>
    #include <assert.h>
    
    using namespace std;
    
    
    const int N = 6e5 +10;
    const int E = 6e6+10;
    // 边属性
    class Edge {
    public:
        int toVertex;
        int nextEdge;
    };
    
    // 点属性
    class Node {
    public:
        int head;
        int indu;
    };
    
    class Graph {
    public:
        Edge edges[E];
        Node nodes[N];
        int usedEdge=0;
        Graph() {
            usedEdge = 0;
        }
    
        void initEdge(int n) {
            for(int i=0;i<=n;++i) {
                nodes[i].head=-1;
                nodes[i].indu  = 0;
            }
            usedEdge = 0;
        }
    
        void addEdge(int a, int b) {
            if(a==b) return;
            edges[usedEdge].nextEdge = nodes[a].head;
            nodes[a].head = usedEdge;
            edges[usedEdge].toVertex = b;
            nodes[b].indu++;
            usedEdge++;
    
            // cout<<"add edge: "<<a<<","<<b<<endl;
        }
    
            
        int dfn[N], low[N];
        stack<int> st;
        int deep, sum;
        int color[N];
    
        void initTarjan(int n) {
            deep = 0;
            sum=0;
            memset(dfn, 0,sizeof(int)*n);
            memset(low, 0,sizeof(int)*n);
            memset(color, 0,sizeof(int)*n);
    
        }
    
        void tarjan(int u) {
            dfn[u] = ++deep;
            low[u] = deep;
            st.push(u);
    
            for(int i=nodes[u].head;i>=0;i = edges[i].nextEdge) {
                int v = edges[i].toVertex;
                if(!dfn[v]) {
                    tarjan(v);
                    low[u] = min(low[u], low[v]);
                } else if(!color[v]) {
                    low[u] = min(low[u], dfn[v]);
                }
            }
    
            if(dfn[u]==low[u]) {
                color[u] = ++sum;
                while(st.top()!=u) {
                    int v = st.top();
                    st.pop();
                    color[v]=sum;
                }
                st.pop();
            }
        }
    
        map<int, int> loc;
    
        bool topo(int n, bool deb) {
            queue<int>qu;
            for(int i=1;i<=n;++i) {
                if(nodes[i].indu==0) {
                    qu.push(i);
                }
            }
            int l=0;
            while(!qu.empty()) {
                int f = qu.front();
                loc[f]=++l;
                qu.pop();
    
                for(int i=nodes[f].head;i>=0;i=edges[i].nextEdge) {
                    int v = edges[i].toVertex;
                    nodes[v].indu--;
                    if(nodes[v].indu==0) qu.push(v);
                }
            }
    
            if(deb) cout<<l<<endl;
            return l==n;
        }
    };
    
    Graph og;
    
    // i 不选择选择1-k, i+1 不选择选择1-k, 。。。。 i选择 1-k
    int encode(int ind, int num, int k, bool sel) {
        return 2*(ind*k + num) + sel;
    }
    
    pair<int, int> decode(int code, int k) {
        code >>=1;
        int ind = code/k;
        int num = code%k;
    
        return {ind, num};
    }
    // a>=av ? as => b>=bv ? bs
    void addEdge(int a, int av, bool as, int b, int bv, bool bs, int k) {
        int u = encode(a, av, k, as);
        int v = encode(b, bv, k, bs);
        og.addEdge(u,v);
    }
    
    void solve() {
        int n, m, k;
        
        scanf("%d%d%d", &n, &m, &k);
        og.initEdge(2*(k+2)*n+10);
    
        // 对每个加限制条件
        for(int i=0;i<n;++i) {
            // 设置单值范围, A[i]>=av => A[i]>= j (j<=av)
            for(int av = 0;av<=k;++av){
                addEdge(i, av+1, true, i, av, true, k+2);
                addEdge(i, av, false, i, av+1, false, k+2);
            }
            // 限制不能取0, 不能取k+1
            addEdge(i, 1, false, i, 1, true, k+2);
            addEdge(i, k+1, true, i, k+1, false, k+2);
    
            // 添加递增条件
            for(int av=0;av<=k+1;++av) {
                if(i<n-1) {
                    addEdge(i, av, true, i+1, av, true, k+2);
                    addEdge(i+1, av, false, i, av, false, k+2);
                }
            }
        }
    
        for(int i=0; i<m; ++i) {
            int t, a, b, x;
            scanf("%d", &t);
    
            switch (t)
            {
            case 1: // A[a] != x
                scanf("%d%d", &a, &x);
                --a;
                // A[a]>=x+1 || A[x]<x
                addEdge(a, x+1, false, a, x, false, k+2); 
                addEdge(a, x, true, a, x+1, true, k+2); 
                break;
            case 2: // A[a]+A[b] <= x
                scanf("%d%d%d", &a, &b, &x);
                --a, --b;
                // 枚举 a从1到x设置对应b不能选择的条件, 有对称性
                for(int av=max(1, x-k); av<=k && av<x; ++av) {
                    addEdge(a, av, true, b, x-av+1, false, k+2);
                    addEdge(b, x-av+1, true, a, av, false, k+2);
                    addEdge(b, av, true, a, x-av+1, false, k+2);
                    addEdge(a, x-av+1, true, b, av, false, k+2);
                }
            break;
            case 3:// A[a]+A[b]>=x
                scanf("%d%d%d", &a, &b, &x);
                --a, --b;
                // 枚举 a从1到x设置对应b不能选择的条件, 有对称性
                for(int av=max(1, x-k); av<=k && av < x; ++av) {
                    addEdge(a, av+1, false, b, x-av, true, k+2);
                    addEdge(b, x-av, false, a, av+1, true, k+2);
                    addEdge(b, av+1, false, a, x-av, true, k+2);
                    addEdge(a, x-av, false, b, av+1, true, k+2);
                }
            break;
            default:
                break;
            }
    
        }    
    
        og.initTarjan(2*(2+k)*n+10);
        for(int i=0;i<2*(2+k)*n;++i) {
            if(!og.dfn[i]) og.tarjan(i);
        }
    
        vector<int> ans(n);
        for(int i=0;i<(k+2)*n;++i) {
            if(og.color[2*i]==og.color[2*i+1]) {
                auto p = decode(2*i+1, k+2);
                // cout<<"il"<<p.first<<"|"<<p.second<<endl;
                puts("-1");
                return;
            }
            int code;
            if(og.color[2*i]<og.color[2*i+1]) continue;
            else code = 2*i+1;
            // cout<<code<<endl;
            auto p = decode(code, k+2);
            ans[p.first] = p.second;
        }
    
        for(int i=0;i<n;++i) {
            if(i)putchar(' ');
            printf("%d", ans[i]);
        }
        // puts("---\n");
        puts("");
    }
    
    
    int main() {
        int t;
        scanf("%d", &t);
        while(t--) {
            solve();
        }
        return 0;
    }
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    本人码农,希望通过自己的分享,让大家更容易学懂计算机知识。

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