P1653 题解

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不难想到根据高度之间的偏序关系进行缩点。

下面证明答案为 入度为零的点 和 出度为零的点 的最大值。

设 S 为入度为零的点列,T 为出度为零的点列。

要证答案为 \max\{|S|,|T|\}。

首先给出一种构造方案。

不妨假设 |S|\leq|T|,这样可免去讨论而不失一般性。

现先对 |S|=|T| 的情况构造,然后说明 |S|<|T| 的情况可以化归到 |S|=|T| 的情况。

我们构造 S_i \to T_{i+1}(i=1,2,3,\cdots,|T|-1) 和 T_{|T|}\to S_1。这张图上每个点都至少被包含在一个一个环里,故是一个合法的构造。

对于 |S|<|T| 的情况,我们构造 T_i\to T_{i+1}(i=1,2,3,\cdots,|T|-|S|)。现在即转化到上述情况。

下面证明答案大于等于 \max\{|S|,|T|\}。

显然的结论,若一个图是强连通的,则其一定没有入度为零的点和出度为零的点。

(这个结论的逆命题不成立,也是许多题解里的错误)

所以,对于每一个入度/出度为零的点,我们都要将其向内/向外连边。

若两两配对,可达到可能的最少数量,所以答案大于 \max\{|S|,|T|\}。

综上所述,答案为 \max\{|S|,|T|\}。