HDU6038——Function(图论,tarjan)

本文探讨了给定两个排列a和b时,如何计算满足特定映射条件f(i)=b_f(a[i])的不同函数f的数量。通过将映射转换为图论中的环形结构,提出了一种高效的算法解决方案。

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Function

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Problem Description
You are given a permutation  a  from  0  to  n1  and a permutation  b  from  0  to  m1 .

Define that the domain of function  f  is the set of integers from  0  to  n1 , and the range of it is the set of integers from  0  to  m1 .

Please calculate the quantity of different functions  f  satisfying that  f(i)=bf(ai)  for each  i  from  0  to  n1 .

Two functions are different if and only if there exists at least one integer from  0  to  n1  mapped into different integers in these two functions.

The answer may be too large, so please output it in modulo  109+7 .
 

Input
The input contains multiple test cases.

For each case:

The first line contains two numbers  n,   m (1n100000,1m100000)

The second line contains  n  numbers, ranged from  0  to  n1 , the  i -th number of which represents  ai1 .

The third line contains  m  numbers, ranged from  0  to  m1 , the  i -th number of which represents  bi1 .

It is guaranteed that  n106,   m106 .
 

Output
For each test case, output " Case # x y " in one line (without quotes), where  x  indicates the case number starting from  1  and  y  denotes the answer of corresponding case.
 

Sample Input
  
3 2 1 0 2 0 1 3 4 2 0 1 0 2 3 1
 

Sample Output
  
Case #1: 4 Case #2: 4
 

Source
 


题意:给出两个排列,a和b,求满足映射的f[i]=b_f[a[i]]的个数。

其实相当于排列b也是一个映射,把两个映射转化成两个图。

因为是1-n的排列,所以根据映射关系组成的一定是一个一个的环。

为了将f的映射和b的对应起来,对于f中的每个环,当b中的环的长度为f中的环的因数时,则可以匹配。最后再组合一下答案即可。

include <cstring>
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <algorithm>
#include <cmath>
#include <vector>
#include <stack>
using namespace std;

typedef long long ll;
const int max_n=200010;
const ll mod=1e9+7;

vector<int> G[max_n];
int pre[max_n],lowlink[max_n],sccno[max_n],dfs_clock,scc_cnt;
int counter[max_n];

stack<int> S;

void dfs(int u)
{
    pre[u]=lowlink[u]=++dfs_clock;
    S.push(u);
    for(int i=0;i<G[u].size();i++)
    {
        int v=G[u][i];
        if(!pre[v])
        {
            dfs(v);
            lowlink[u]=min(lowlink[u],lowlink[v]);
        }
        else if(!sccno[v])
        {
            lowlink[u]=min(lowlink[u],pre[v]);
        }
    }
    if(lowlink[u]==pre[u])
    {
        scc_cnt++;
        while(1)
        {
            int x=S.top();S.pop();
            sccno[x]=scc_cnt;
            counter[scc_cnt]++;
            if(x==u)
                break;
        }
    }
}

void find_scc(int n)
{
    dfs_clock=scc_cnt=0;
    while(S.size())
        S.pop();
    memset(sccno,0,sizeof(sccno));
    memset(pre,0,sizeof(pre));
    for(int i=0;i<max_n;i++)
        counter[i]=0;
    for(int i=0;i<n;i++)
    {
        if(!pre[i])
            dfs(i);
    }
}

int a[max_n],b[max_n];
ll na[max_n],nb[max_n];

ll quickpow(ll num,ll k){
    ll res=1;
    while(k){
        if(k&1)
            res=(res*num)%mod;
        num=(num*num)%mod;
        k>>=1;
    }
    return res;
}

int main(){
    ll n,m;
    ll maxn;
    int cas=1;
    while(~scanf("%lld%lld",&n,&m)){
        memset(na,0,sizeof(na));
        memset(nb,0,sizeof(nb));
        for(int i=0;i<n;i++)
            scanf("%d",a+i);
        for(int i=0;i<m;i++)
            scanf("%d",b+i);

        for(int i=0;i<max_n;i++)
            G[i].clear();
        for(int i=0;i<n;i++)
            G[a[i]].push_back(i);
        find_scc(n);
        maxn=0;
        for(int i=1;i<=scc_cnt;i++){
            na[counter[i]]++;
            maxn=max(maxn,(ll)counter[i]);
        }


        for(int i=0;i<max_n;i++)
            G[i].clear();
        for(int i=0;i<m;i++)
            G[i].push_back(b[i]);
        find_scc(m);
        for(int i=1;i<=scc_cnt;i++)
            nb[counter[i]]++;

        ll res=1;
        int ok=1;
        for(ll i=1;i<=maxn;i++){
            ll tmp=0;
            if(!na[i])  continue;
            ll bound=sqrt(i);
            int flag=0;
            for(ll j=1;j<=bound;j++){
                if(i%j) continue;
                ll x=i/j;
                ll y=i/x;
                if(nb[x]!=0||nb[y]!=0)
                    flag=1;
                tmp=(tmp+(x*nb[x])%mod)%mod;
                if(y!=x)
                    tmp=(tmp+(y*nb[y])%mod)%mod;
            }
            ok=flag;
            if(ok==0)   break;
            res=(res*quickpow(tmp,na[i]))%mod;
            //res=(res*((na[i]*tmp)%mod))%mod;
        }
        printf("Case #%d: %lld\n",cas++,ok==1?res:0);
    }
    return 0;
}





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