Description
给出一张nnn个点mmm条边的有向无环图,最多加kkk条边使得该图仍无环且使得字典序最小的拓扑序字典序尽可能大
Input
第一行三个整数n,m,kn,m,kn,m,k,之后mmm行每行输入两个整数u,vu,vu,v表示一条有向边(1≤n≤105,0≤m,k≤105)(1\le n\le 10^5,0\le m,k\le 10^5)(1≤n≤105,0≤m,k≤105)
Output
输出最大化字典序后的字典序最小的拓扑序列,和要加边的数量及这些边
Sample Input
5 3 2
1 4
4 2
1 3
Sample Output
5 1 4 2 3
2
4 3
5 1
Solution
对于当前入度为000的点,为使字典序最小的拓扑序字典序最大(避免冗余下面所称字典序均为已经最大化后的最小字典序),如果可以当然让这些点中编号最大的点作为当前字典序最高的点(即还可以加的边数可以让该点与其他入度为000的点都连边使得该点拓扑序最高),如果还可以加的边数不够,那么只能尽可能处理其中编号较小的点,即向这些编号较小的点连边使得这些点不可能出现在拓扑序的这一位,但是注意到,我们只能确定向哪些点连边,但是这些边的起点还不确定,所以首先拿一个小根堆ppp维护入度为000的点,拿一个大根堆qqq维护要被加边的点(即那些确定是某些有向边终点的边),用aaa存字典序上一位,用bbb存字典序当前位,那么要解决的问题就是求bbb
如果ppp非空且k>0k>0k>0说明当然还可以通过加边处理ppp里编号较小的点,把这些点一个个从ppp中拿出来,假设当前拿出来的点是xxx,如果xxx大于qqq的堆顶yyy且xxx是ppp里最后一个元素,那么说明当前步是可以做到让b=xb=xb=x,这已经是最好的结果了,就不浪费一次加边的机会,否则k−−k--k−−,把xxx从ppp中拿出来放到qqq里表示xxx将作为某条加边的终点被处理掉
在经过上面的处理后,当前步可以处理掉的入度为000的点已经被全部处理掉了,此时若ppp空,说明所有入度为000的点全被处理掉放在qqq里了,既然qqq里的点都已经作为某条加边的终点了,当然是可以取到qqq中编号最大的元素作为字典序当前位的,取出qqq的堆顶即为bbb(从aaa向bbb连边,这样bbb就是当前唯一入度为000的点),如果ppp非空,说明入度为000的点没有被完全处理完,那么只能选取其中编号最小的点作为字典序当前位,取出ppp的堆顶即为bbb,确定bbb后把bbb放入字典序当前位,然后把bbb的邻接点入度减一,如果出现新的入度为000的点接着加入ppp中重复上述过程即可
Code
#include<cstdio>
#include<iostream>
#include<cstring>
#include<algorithm>
#include<cmath>
#include<vector>
#include<queue>
#include<map>
#include<set>
#include<ctime>
using namespace std;
typedef long long ll;
typedef pair<int,int>P;
const int INF=0x3f3f3f3f,maxn=100005;
int n,m,k,deg[maxn],ans[maxn];
vector<int>g[maxn];
vector<P>add;
priority_queue< int,vector<int>,greater<int> >p;
priority_queue<int>q;
int main()
{
freopen("graph.in","r",stdin);
freopen("graph.out","w",stdout);
while(~scanf("%d%d%d",&n,&m,&k))
{
for(int i=1;i<=n;i++)g[i].clear(),deg[i]=0;
while(m--)
{
int u,v;
scanf("%d%d",&u,&v);
g[u].push_back(v);
deg[v]++;
}
while(!p.empty())p.pop();
while(!q.empty())q.pop();
add.clear();
for(int i=1;i<=n;i++)
if(!deg[i])p.push(i);
int a,b;
for(int i=0;i<n;i++)
{
while(p.size()&&k)
{
int x=p.top(),y=-1;
if(q.size())y=q.top();
if(x>y&&p.size()==1)break;
p.pop(),q.push(x),k--;
}
//printf("%d\n",p.top());
if(p.size())
{
b=p.top();p.pop();
}
else
{
b=q.top();q.pop();
add.push_back(P(a,b));
}
ans[i]=b;
for(int i=0;i<g[b].size();i++)
{
int c=g[b][i];
deg[c]--;
if(!deg[c])p.push(c);
}
a=b;
}
for(int i=0;i<n;i++)printf("%d%c",ans[i],i==n-1?'\n':' ');
printf("%d\n",add.size());
for(int i=0;i<add.size();i++)printf("%d %d\n",add[i].first,add[i].second);
}
return 0;
}