题意:图中有n个点,m条有向边。保证不含有自环和重边

问:我们最多可以添加多少条边,使得原图不是强连通的


首先:

去掉不是强连通的条件:我们可以添加的总边数为:n*(n-1)-m

所以:如果原图已经是强连通了:那么答案为-1

需要特判吗?

不需要!那么该题第一步就是用模板,缩点强连通

如果缩点后只有一个集合,那么输出-1(说明原图已经强连通)


然后,我们应该如何构造出最多的边?其实就是删掉最少的边。

考虑到点的总数为n,是个定值,要使得删掉的边最少,那么其实分成两个集合,每个集合中的边全部连完毕(是个完全图)

然后从A集合到B集合,要么全是出边,要么全是入边,并且使得A中点数和B中点数差别越大越好(因为数学结论:两数之和相等,差越大,成绩越小)

所以,枚举缩点后的每个集合中的点数,找到最小的那个x,乘以(n-x)

求点数只需要在模板里加一句就好了


得到答案:n*(n-1)-m-x*(n-x)


代码如下:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

#define LL __int64

const int maxn=100050;
vector<int> g[maxn];
vector<int> rg[maxn];
vector<int> vs;
int n,m,u,v;
bool used[maxn];
int cmp[maxn];
int num[maxn];
int outdegree[maxn];
int indegree[maxn];

void addedge(int u,int v){
    g[u].push_back(v);
    rg[v].push_back(u);
}

void dfs(int v){
    used[v]=true;
    for(int i=0;i<g[v].size();i++)
        if (!used[g[v][i]]) dfs(g[v][i]);
    vs.push_back(v);
}

void rdfs(int v,int k){
    used[v]=true;
    cmp[v]=k;
    num[k]++;
    for(int i=0;i<rg[v].size();i++)
        if (!used[rg[v][i]]) rdfs(rg[v][i],k);
}

int scc(){
    memset(used,0,sizeof(used));
    vs.clear();
    for(int v=0;v<n;v++)
        if (!used[v]) dfs(v);
    memset(used,0,sizeof(used));
    int k=0;
    for(int i=vs.size()-1;i>=0;i--)
        if (!used[vs[i]]) rdfs(vs[i],k++);
    return k;
}

int main(){
    //freopen("input.txt","r",stdin);
    int T;
    scanf("%d",&T);
    for(int Case=1;Case<=T;Case++){
        memset(outdegree,0,sizeof(outdegree));
        memset(indegree,0,sizeof(indegree));
        memset(num,0,sizeof(num));
        memset(cmp,0,sizeof(cmp));
        scanf("%d%d",&n,&m);
        for(int i=0;i<=n;i++){
            g[i].clear();
            rg[i].clear();
        }
        for(int i=1;i<=m;i++){
            scanf("%d%d",&u,&v);
            addedge(u-1,v-1);
        }
        int tot=scc();
        //printf("tot:%d\n",tot);
        //for(int i=0;i<tot;i++)
        //    printf("%d%c",num[i],i==tot-1?'\n':' ');
        //for(int i=0;i<n;i++)
        //    printf("%d%c",cmp[i],i==n-1?'\n':' ');
        if (tot==1){
            printf("Case %d: -1\n",Case);
            continue;
        }
        LL ans=0;
        for(int i=0;i<n;i++)
        for(int j=0;j<g[i].size();j++){
            u=cmp[i];
            v=cmp[g[i][j]];
            if (u!=v){
                outdegree[u]++;
                indegree[v]++;
            }
        }
        for(int i=0;i<tot;i++)
            if (outdegree[i]==0||indegree[i]==0)
                ans=max(ans,1LL*n*(n-1)-1LL*num[i]*(n-num[i])-m);
        printf("Case %d: %I64d\n",Case,ans);
    }
    return 0;
}