poj 3155 Hard Life 最大密度子图

经典的最大密度子图 裸题

题意:给定一个无向图G(V,E),现在想要求这样的一个值使得它的值最大:

poj 3155 Hard Life 最大密度子图_第1张图片

并按升序输出这些点

关于最大密度子图的解法以及相关证明我是参考 胡伯涛 Amber的《最小割模型在信息学竞赛中的应用》

关于本题我是这么理解的:

将|V'|乘到左边之后我们可以得到一个具有单调性式子,令该式子为h(x),当且仅当h(x)==0时x即为所需求的分数。

最小割建图模型推演过程为:

poj 3155 Hard Life 最大密度子图_第2张图片

第二次推演:

poj 3155 Hard Life 最大密度子图_第3张图片

代码:

//author: CHC
//First Edit Time:	2015-01-12 19:05
//Last Edit Time:	2015-01-13 14:35
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <cmath>
#include <set>
#include <vector>
#include <map>
#include <queue>
#include <set>
#include <algorithm>
#include <limits>
using namespace std;
typedef long long LL;
const int MAXN=1e+4;
const int MAXM=1e+5;
const int INF = numeric_limits<int>::max();
const LL LL_INF= numeric_limits<LL>::max();
struct Edge
{
    int from,to;
    double ci;
    int next;
    Edge(){}
    Edge(int _from,int _to,double _ci,int _next):from(_from),to(_to),ci(_ci),next(_next){}
}e[MAXM];
int head[MAXN],tot;
int dis[MAXN];
int top,sta[MAXN],cur[MAXN];
inline void init(){
    memset(head,-1,sizeof(head));
    tot=0;
}
inline void AddEdge(int u,int v,double ci0,double ci1=0){
    e[tot]=Edge(u,v,ci0,head[u]);
    head[u]=tot++;
    e[tot]=Edge(v,u,ci1,head[v]);
    head[v]=tot++;
}
inline bool bfs(int st,int et){
    memset(dis,0,sizeof(dis));
    dis[st]=1;
    queue <int> q;
    q.push(st);
    while(!q.empty()){
        int now=q.front();
        q.pop();
        for(int i=head[now];i!=-1;i=e[i].next){
            int next=e[i].to;
            if(e[i].ci>0&&!dis[next]){
                dis[next]=dis[now]+1;
                if(next==et)return true;
                q.push(next);
            }
        }
    }
    return false;
}
double Dinic(int st,int et){
    double ans=0;
    while(bfs(st,et)){
        //printf("here\n");
        top=0;
        memcpy(cur,head,sizeof(head));
        int u=st,i;
        while(1){
            if(u==et){
                int pos;
                double minn=INF;
                //printf("top:%d\n",top);
                for(i=0;i<top;i++)
                {
                    if(minn>e[sta[i]].ci){
                        minn=e[sta[i]].ci;
                        pos=i;
                    }
                    //printf("%d --> %d\n",e[sta[i]].from,e[sta[i]].to);
                }
                for(i=0;i<top;i++){
                    e[sta[i]].ci-=minn;
                    e[sta[i]^1].ci+=minn;
                }
                top=pos;
                u=e[sta[top]].from;
                ans+=minn;
                //printf("minn:%d\n\n",minn);
            }
            for(i=cur[u];i!=-1;cur[u]=i=e[i].next)
                if(e[i].ci>0&&dis[u]+1==dis[e[i].to])break;
            if(cur[u]!=-1){
                sta[top++]=cur[u];
                u=e[cur[u]].to;
            }
            else {
                if(top==0)break;
                dis[u]=0;
                u=e[sta[--top]].from;
            }
        }
    }
    return ans;
}
int du[MAXN];
pair <int,int> pp[MAXM];
int n,m,st,et;
double makegraph(double g){
    init();
    int st=0,et=n+1;
    for(int i=1;i<=n;i++){
        //AddEdge(st,i,m+2*g-du[i]);
        //AddEdge(i,et,m);
        AddEdge(st,i,m);
        AddEdge(i,et,m+2*g-du[i]);
    }
    for(int i=0;i<m;i++){
        AddEdge(pp[i].first,pp[i].second,1);
        AddEdge(pp[i].second,pp[i].first,1);
    }
    return Dinic(st,et);
}
char cvis[MAXN];
int cnt[MAXN];
void dfs1(int u){
    cvis[u]=1;
    if(u>=1&&u<=n)
        cnt[++cnt[0]]=u;
    for(int i=head[u];~i;i=e[i].next){
        if(e[i].ci>0&&!cvis[e[i].to])dfs1(e[i].to);
    }
}
int main()
{
    while(~scanf("%d%d",&n,&m)){
        if(m==0){
            puts("1\n1");
            continue;
        }
        memset(du,0,sizeof(du));
        for(int i=0;i<m;i++){
            scanf("%d%d",&pp[i].first,&pp[i].second);
            ++du[pp[i].first];
            ++du[pp[i].second];
        }
        double l=0,r=m;
        while(r-l>=1.0/n/n){
            double mid=(l+r)*0.5;
            double ans=((double)m*n-makegraph(mid))*0.5;
            if(ans>=1.0/n/n)l=mid;
            else r=mid;
            //if(ans<1.0/n/n)r=mid;
            //else l=mid;
        }
        //printf("%f %f\n",l,r);
        makegraph(l);
        //printf("%lf\n",t);
        memset(cvis,0,sizeof(cvis));
        cnt[0]=0;
        dfs1(st);
        sort(cnt+1,cnt+1+cnt[0]);
        printf("%d\n",cnt[0]);
        for(int i=1;i<=cnt[0];i++)
            printf("%d\n",cnt[i]);
    }
    return 0;
}


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