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;
}