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概述
2-sat是k-sat问题中k==2时的一种情况,,(废话qaq,,
当k大于等于3时是npc问题,,所以一般都是问的2-sat,,
这种题的大概形式是: 对于给定的n对的点,要求每一对都只能选择一个,并且其中还有一些限制条件,比如说选了u就不能选择v等等,,
然后问你有没有可行解,,,
解决这类问题一般是用 染色法(求字典序最小的解) 和 强连通分量法(拓扑排序只能得到任意解),,
算法分析
- 首先要明白一个道理:对于
u->v
(选择u就不能选择v)这样的限制条件可以用它的逆否命题来转换为:u->v'
(选择u就必须选v')以及v->u'
(选择v就必须选u') - 最后的建出的图是对称的,,
- 具体的数学证明和算法推导看这里 和 kuangbin的博客,,多看几遍,,跟着敲一遍代码后再看看就差不多懂了
染色法(求字典序最小的解)
这个算法的大致思路就是遍历每一对点的两种情况:选p或者选p',,,
然后一直从p的下一个尝试下去,,中间若是碰到不能避免的不满足题意的选择时,证明这条路下来的尝试时不行的,,重新选择,,一直下去。。。也就是一个深搜的过程,,时间复杂度大概是 \(O(nm)\),,
可以看看这篇博客,,
强连通分量法(拓扑排序只能得到任意解)
这个算法的流程为:
- 建图
- 求极大联通分量(子图)
- 缩点,转化成DAG(有向无环图)
- 判断有无解
- 新图拓扑排序
- 自底向上选择、删除
- 输出
时间复杂度大概为 \(O(m)\),,就是难写,,而且不能输出字典序小的解,,,
例题和模板
这道模板题,,让输出的书字典序小的解,,,只能用第一种方法了,,,
题意和上面那个百度文库的例题一样,,,
//#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#include
#define aaa cout<<233< '9') {if(c == '-') f = -1; c = getchar();}
while(c >= '0' && c <= '9') x = x * 10 + c - '0', c = getchar();
return x * f;
}
//2sat_kuangbin
struct edge
{
int to, next;
}edge[maxn];
int head[maxn], tot;
void init()
{
tot = 0;
memset(head, -1, sizeof head);
}
void addedge(int u, int v)
{
edge[tot].to = v; edge[tot].next = head[u]; head[u] = tot++;
}
bool vis[maxn];
int s[maxn], top;
bool dfs(int u)
{
if(vis[u^1])return false; //如果这个点p的对立面p'选了,那么这个点就不选
if(vis[u]) return true; //如果这个点已经选了,就不从这个点继续向下找了
vis[u] = true; //这个点p没选并且对立面p'没选的情况下,选择这个点,并且尝试从这个点寻找可能的解法
s[top++] = u; //把这个可能的一种情况压栈,保存
for(int i = head[u]; ~i; i = edge[i].next)
if(!dfs(edge[i].to))
return false; //尝试所有与点u相连的点v,如果从点v出发的尝试不可行时不选
return true;
}
bool two_sat(int n)
{
memset(vis, false, sizeof vis); //vis[i]标记那些点要选
for(int i = 0; i < n; i += 2)
{
if(vis[i] || vis[i^1])continue;//如果这一对点有一个选过就尝试下一对的点
top = 0;
if(!dfs(i)) //如果从点i出发的尝试不行,就将栈中所有这条可能的路径上的点标记为未选
{
while(top)vis[s[--top]] = false;
if(!dfs(i^1))return false;//如果点i的对立面i'都不行的话,证明无法找到这样一条可行解,使得每一对点仅选择一个并且满足对应的限制
}
}
return true;
}
int main()
{
// freopen("233.in" , "r" , stdin);
// freopen("233.out" , "w" , stdout);
// ios_base::sync_with_stdio(0);
// cin.tie(0);cout.tie(0);
int n, m, u, v;
while(scanf("%d%d", &n, &m) != EOF)
{
init();
for(int i = 1; i <= m; ++i)
{
scanf("%d%d", &u, &v);
--u;--v; //点的编号从0开始,方便使用p^1来表示p的对立面
addedge(u, v^1);//建图,限制条件u->v(选择u就不能选择v)等价于u->v' && v->u' (选择u必须选额v' 和 选择v就必须选择u')
addedge(v, u^1);
}
if(two_sat(2 * n)) //存在解时
{
for(int i = 0; i < 2 * n; ++i)
if(vis[i]) //将最后字典序最小的可行解输出
printf("%d\n", i + 1);
}
else
printf("NIE\n");
}
return 0;
}
强连通分量的方法明天,啊不白天再说吧,,,溜了溜了
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