2-SAT 模板

      2——SAT问题是这样的:有n个布尔变量xi,另有m个需要满足的条件,每个条件的形式都是“xi为真/假,或者xj为真/假”。比如:“x1为真或者x3为假”,“x7为假或者x2为假”,都是合法的条件。注意这里的“或”是指两个条件至少有一个是正确的,比如x1和x3一共3种组合满足“x1为真或者x3为假”,即x1真x3真,x1真x3假,x1假x3假。2-SAT问题的目标是给每个变量赋值,使得所有条件都得到满足。

     2-SAT的解法有很多种不同的叙述方式,这里采用一种比较容易理解的,且效率也不错的方式。构造一张有向图G,其中每个变量xi 拆成两个节点2i和2i+1,分别表示xi为假和xi为真。最后要为每一个变量选其中的一个节点标记。比如,若标记了节点2i+1->2j,如果标记节点2i+1那么也必须标记节点j(因为如果xi为真,则xj必须满足为假才能使条件成立)。这条有向边相当于”推导出“的意思,同理,还需要连一条有向边2j+1->2i 。对于其他的情况,也可以类似连边。换句话说,每个条件对应两条”对称“的边。

      接下来逐一考虑每个没有赋值的变量,设为xi。我们先假设它为假,然后标记节点2i,并且沿着有向边标记所有能标记的节点。如果标记过程中发现某个变量对应的两个节点都被标记,则“xi“为假这个假设不成立,需要改成“xi为真”,然后重新标记。注意,这个算法没有回溯过程。如果当前考虑的变量不管赋值为真还是假都会引起矛盾,可以证明整个2-SAT问题无解(即调整以前赋值的其他变量也没用)(以上摘自大白书)

     有时候,我们通常把2-SAT问题和图论联系起来。其实就是在该问题的解决方案上有一种方法是可以利用图的连通性来解决的。

因为我们知道对xi和xj不能同时满足,也就是说我们建立一个连通图,必须有xi和xj 不能在一个强连通分量里面。


模板一作为拓展,比赛我一般都用模板二,自己写的用起来比较顺手,而且效率还是模板二高一点。。。。

</pre><pre name="code" class="cpp">/*==============================================*\ 
 方法一:即为大白书上的描述
\*==============================================*/
struct TwoSAT
{
    int head[maxn*2];
    EdgeNode edges[maxm*2];
    int edge,n;
    bool mark[maxn*2];
    int S[maxn*2],c;
    void init(int n)
    {
        this->n=n;
        memset(mark,0,sizeof(mark));
        memset(head,-1,sizeof(head));
        edge=0;
    }
    void addedge(int u,int v)
    {
        edges[edge].to=v,edges[edge].next=head[u],head[u]=edge++;
    }
    // x = xval or y = yval
    void add_clause(int x,int xval,int y,int yval)
    {
        x=x*2+xval;
        y=y*2+yval;
        addedge(x^1,y);  //x^1可以推出y就建立一条对应的边,下同
        addedge(y^1,x);
    }
    // x = xval
    void add_con(int x,int xval)
    {
        x=x*2+xval;
        addedge(x^1,x);
    }
    bool dfs(int x)
    {
        if (mark[x^1]) return false; //节点已被访问,下同
        if (mark[x]) return true;
        mark[x]=true;  //标记xi
        S[c++]=x;
        for (int i=head[x]; i!=-1; i=edges[i].next) //邻接边搜索
            if (!dfs(edges[i].to)) return false;
        return true;
    }
    bool solve()
    {
        for (int i=0; i<n*2; i+=2)
            if (!mark[i]&&!mark[i+1])
            {
                c=0;
                if (!dfs(i))//如果标记xi为假不成立,则从头标记xi为真
                {
                    while (c>0) mark[S[--c]]=false;//返回假设的起点
                    if (!dfs(i+1)) return false;//判断是否成立
                }
            }
        return true;
    }
};
/*==============================================*\ 
  方法二:利用连通性,xi和xj不能再一个强连通分量里面
\*==============================================*/
//=============================================================
//2-sat模板
const int maxn=505;
const int maxm=100005;
int n,m,a[maxm][3];
struct note
{
    int to;
    int next;
}edge[maxn*2*maxn];
int head[maxn];
int ip;
int dfn[maxn],low[maxn],sccno[maxn],cnt,scc,instack[maxn];
stack<int>stk;
void init()
{
    memset(head,-1,sizeof(head));
    ip=0;
}
void addedge(int u,int v)
{
    edge[ip].to=v,edge[ip].next=head[u],head[u]=ip++;
}
// x = xval or y = yval
void add_cluse(int x,int xval,int y,int yval)
{
    x=x*2+xval;
    y=y*2+yval;
    addedge(x,y^1);
    addedge(y,x^1);
}
void dfs(int u)
{
    dfn[u]=low[u]=++scc;
    stk.push(u);
    instack[u]=1;
    for (int i=head[u]; i!=-1; i=edge[i].next)
    {
        int v=edge[i].to;
        if (!dfn[v])
        {
            dfs(v);
            low[u]=min(low[u],low[v]);
        }
        else if (instack[v])
            low[u]=min(low[u],dfn[v]);
    }
    if (low[u]==dfn[u])
    {
        cnt++;
        int x;
        do
        {
            x=stk.top();
            stk.pop();
            sccno[x]=cnt;
            instack[x]=0;
        }while (x!=u);
    }
}
bool solve()
{
    scc=cnt=0;
    memset(sccno,0,sizeof(sccno));
    memset(dfn,0,sizeof(dfn));
    memset(low,0,sizeof(low));
    memset(instack,0,sizeof(instack));
    while (!stk.empty()) stk.pop();
    for (int i=0; i<2*n; i++) if (!dfn[i]) dfs(i);
    for (int i=0; i<2*n; i+=2)
    {
        if (sccno[i]==sccno[i^1]) return false;
    }
    return true;
}
//solve返回true证明2-sat有解,否则没解
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