题解:P11844 [USACO25FEB] Friendship Editing G

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考虑在满足条件的图上,如果 ab 不是朋友,它们和其它奶牛的关系:

那么,考虑满足条件的图的补图,不难发现它是由若干个团组成的。

这样,先把刚开始的图变成其补图,原问题就可以转化成:给定一个图,每次可以加边或删边,求将其变为若干个团的并的最少操作次数。

数据范围提示我们状压 DP。首先可以想到一个大致的思路:

f_{S} 表示选择 S 中的奶牛,它们内部合法(即形成若干个团)的最少操作次数。为了帮助转移,再设一个 g_{S} 表示选择 S 的奶牛,它们内部要连成一个团的最少操作次数(这个可以 O(n^22^n) 预处理)。那么有:

f_{S}=\min\limits_{T\subset S}(f_{T}+g_{S\backslash T})

涉及枚举子集,dp 时间复杂度 O(3^n),总时间复杂度 O(n^22^n+3^n)

但是需要注意实现细节:仔细想想,会发现直接这样转移,不管 f_Sg_S 是否需要包括内部的点连到外面的点的状态,总是会有一些边要么被重复算了,要么没有被计算进来。其实这不难解决,因为每条边就算要算,也最多被两个端点各算一次,所以只要保证在计算 g_S 时,把集合内部的点之间的连边也算两次,最后把答案除以二就可以了。

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=18;
bool a[N][N];
int f[1<<N],g[1<<N];
int main(){
    ios::sync_with_stdio(0);cin.tie(0);
    int n,m;cin>>n>>m;
    for(int i=1;i<=n;i++)for(int j=1;j<=n;j++)a[i][j]=1;
    while(m--){
        int x,y;cin>>x>>y;
        a[x][y]=a[y][x]=0;//补图
    }
    for(int S=0;S<(1<<n);S++){
        for(int i=1;i<=n;i++)if((S>>(i-1))&1){
            for(int j=1;j<=n;j++){
                if(i!=j)g[S]+=(((S>>(j-1))&1)/*是否需要有边*/?(!a[i][j]):a[i][j]);
            }
        }
    }
    for(int S=0;S<(1<<n);S++){
        f[S]=g[S];
        for(int s=S;s;s=S&(s-1)){
            f[S]=min(f[S],f[S^s]+g[s]);
        }
    }
    cout<<f[(1<<n)-1]/2;
    return 0;
}