BZOJ 2437 兔兔与蛋蛋 （博弈论 二分图匹配）

2437: [Noi2011]兔兔与蛋蛋

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Description

Input

输入的第一行包含两个正整数 n、m。
接下来 n行描述初始棋盘。其中第i 行包含 m个字符，每个字符都是大写英文字母”X”、大写英文字母”O”或点号”.”之一，分别表示对应的棋盘格中有黑色棋子、有白色棋子和没有棋子。其中点号”.”恰好出现一次。
接下来一行包含一个整数 k（1≤k≤1000） ，表示兔兔和蛋蛋各进行了k次操作。
接下来 2k行描述一局游戏的过程。其中第 2i – 1行是兔兔的第 i 次操作（编号为i的操作） ，第2i行是蛋蛋的第i次操作。每个操作使用两个整数x,y来描述，表示将第x行第y列中的棋子移进空格中。
输入保证整个棋盘中只有一个格子没有棋子， 游戏过程中兔兔和蛋蛋的每个操作都是合法的，且最后蛋蛋获胜。

Output

输出文件的第一行包含一个整数r，表示兔兔犯错误的总次数。
接下来r 行按递增的顺序给出兔兔“犯错误”的操作编号。其中第 i 行包含一个整数ai表示兔兔第i 个犯错误的操作是他在游戏中的第 ai次操作。
1 ≤n≤ 40， 1 ≤m≤ 40

Sample Input

样例一：

1 6
XO.OXO
1
1 2
1 1

样例二：

3 3
XOX
O.O
XOX
4
2 3
1 3
1 2
1 1
2 1
3 1
3 2
3 3

样例三：

4 4
OOXX
OXXO
OO.O
XXXO
2
3 2
2 2
1 2
1 3

Sample Output

样例一：

1
1

样例二：

0

样例三：

2
1
2

样例1对应图一中的游戏过程
样例2对应图三中的游戏过程

HINT

大佬题解

#include <cstdio>
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <queue>
#include <cstring>
#define N 50
#define M 3010
using namespace std;

int n, m, k, X, Y, idc, cnt;
int ans[1010], head[M], lnk[M];
int mve[4][2] = {{1, 0}, {-1, 0}, {0, 1}, {0, -1}};
char mp[N][N];
bool vis[M], ban[M];
queue< int > q;

struct node{
    int to,nxt;
}ed[M << 2];

void adde(int u, int v){
    ed[++idc].to = v;
    ed[idc].nxt = head[u];
    head[u] = idc;
}

int ID(int i, int j){ return (i - 1) * m + j;}

void bfs(){
    q.push( ID(X, Y) );
    int u, x, y, tx, ty, v, d;
    while( !q.empty() ){
        u = q.front(); q.pop();
        x = (u + m - 1) / m; y = u - (x - 1) * m;
        for(d=0; d<4; d++){
            tx = x + mve[d][0]; ty = y + mve[d][1];
            if(tx && ty && tx<=n && ty<=m && mp[x][y]^mp[tx][ty]){
                v = ID(tx,ty);
                adde(u, v);//在相邻而且颜色不相同的两个点之间连边
                if( !vis[v] ){
                    vis[v] = 1; q.push( v );
                }
            }
        }
    }
}

bool find(int u){
    for(int i=head[u]; i; i=ed[i].nxt){
        int v = ed[i].to;
        if(!vis[v] && !ban[v]){
            vis[v] = 1;
            if(!lnk[v] || find(lnk[v])){
                lnk[v] = u; lnk[u] = v;
                return 1;
            }
        }
    }
    return 0;
}

void solve(){
    for(int i=1; i<=n*m; ++i)
        if( !lnk[i] ){
            memset(vis, 0, sizeof(vis));
            find( i );
        }
    bool flag1, flag2;
    scanf("%d", &k);
    for(int i=1; i<=k; i++){
        int u = ID(X, Y); ban[u] = 1;
        if( lnk[u] ){
            int mt = lnk[u];
            lnk[u] = lnk[mt] = 0;
            memset(vis, 0, sizeof(vis));
            flag1 = !find(mt);
        }
        else flag1 = 0;//flag1 == 1 说明当前空格在最大匹配上 兔兔必胜 
        scanf("%d%d", &X, &Y);
        u = ID(X, Y); ban[u] = 1;
        if( lnk[u] ){
            int mt = lnk[u];
            lnk[u] = lnk[mt] = 0;
            memset(vis, 0, sizeof(vis));
            flag2 = !find(mt);
        }
        else flag2 = 0;//flag2 == 1 说明操作后空格在最大匹配上 蛋蛋必胜
        if(flag1 && flag2) ans[++cnt] = i;
        scanf("%d%d", &X, &Y);
    }
}

int main(){
    freopen ("game.in", "r", stdin);
    freopen ("game.out", "w", stdout);
    scanf("%d%d", &n, &m);
    for(int i=1; i<=n; i++)
        scanf("%s", mp[i] + 1);
    for(int i=1; i<=n; i++)
        for(int j=1; j<=m; j++)
            if(mp[i][j] == 'O') mp[i][j] = 0;//白 
            else if(mp[i][j] == 'X') mp[i][j] = 1;//黑 
            else mp[i][j] = 1, X = i, Y = j;
    bfs();
    solve();
    printf("%d\n", cnt);
    for(int i=1; i<=cnt; i++)
        printf("%d\n", ans[i]);
    return 0;
}

我们发现，移动路径上，相邻两个点的颜色总是不一样的，这然我们想到了二分图。
我们在相邻而且颜色不相同的两个点之间连边，由于空格能够走到白色格子，我们不妨把空格看做黑色。
先手在当前点能够获胜的条件是从当前点出发，能够找到一条路径长度是奇数而且先手一定能够使路径长度为奇数。
由于是二分图，那我们求个最大匹配试试。
我们发现，匈牙利算法增广时的交错轨不就是一条长度为奇数的路径吗。
那么我们来思考一下两种情况。

如果当前点不一定最大匹配上，那么它的邻接点一定在最大匹配上。 我们假设它的邻接点不一定在最大匹配上：

存在邻接点不在时，当前点也不在。那么久可以增广了，和假设是最大匹配不符。
如果邻接点和当前点一定有一个在，那么邻接点和当前点一定还通过一个有偶数条边的交错轨相连，加上这条边就是一个奇环了，不是二分图。
如果当前点一定在最大匹配上，则一定获胜
首先，当前点一定在一条增广路径上，即在一条交错轨上。这条交错轨一定是奇数的，而且被这个点分成了一边是奇数，一边是偶数。但是奇数那一边也有可能有一条偶数的交错轨，即可能有岔路。
我们来分析一下，岔路可能有两种情况。

显然，这种情况你自己不去走那边就好了。

出现在别人的节点

如果朝奇数条交错轨的方向走，自己的节点到别人的节点这条边应该在最大匹配中（图中蓝色的边），但是这条边显然可以被橙色的边代替，和当前点一定在最大匹配上的假设不符。
所以，最终一定走的是奇数条边，使后手无法行动。 也可以这么看，先手一定可以有边可走（沿着匹配边走），但是后手不一定有边可走。
由此我们得出结论，如果先手所在的点在一定在最大匹配上，则先手有必胜策略，否则，后手有必胜策略。
每次操作时，我们就检查当前空格所在位置是不是一定在最大匹配上，然后将这个位置删掉，将空格的位置设置为这次操作的位置。
那么我们怎么看当前点是不是一定在最大匹配上呢？

如果当前点本来就没有匹配的点，显然不在。
如果当前点所匹配的点在删去当前点后，能够继续增广，就说明当前点不一定在最大匹配上，否则一定在。