图计数(三个思想,贼重要,紫题,非常有东西)

news/2024/11/15 0:27:48/文章来源:https://www.cnblogs.com/didiao233/p/18355742
https://www.luogu.com.cn/problem/AT_abc180_f
第3题     图计数 查看测评数据信息

给n个节点m条边,构造一些无向图,构造出来的图需要满足以下条件:

(1)图中没有自环

(2)图中每个点的度最大是2

(3)图中连通块大小最大为L

问能构造出多少个这样的图出来,答案可能很大,对1e9+7取模

输入格式

 

第一行三个整数n,m,L

2<=n<=300,1<=m,L<=n

 

输出格式

 

一个整数

 

输入/输出例子1

输入:

3 2 3

 

输出:

3

 

样例解释

 

在了解此题前,我们先学一些前置知识

 

前置知识


 

环和链的重复性


1.对于一个链,反转一下还是同一副图,例如:

 

 

 

 

2.对于一个环,把图翻过来还是同一幅图

 想成立体空间,把这个图反转过来,这样的图是同一个图

 

 

 

根据点数计算不同链的数量


 

对于一个链

n个节点,构成的不同图数量
n! / 2

很简单,因为会有重复,把链反转还是同一个链,所以结果要除二

 

 

根据点数计算不同环的数量(圆排列,项链排列)


映射思想


 

今天的第一个思想:运用映射思想
如果算A集合很难算,但我知道B集合有多少个,且B与A有关系,那么就可以用B映射A

例如,我们想求A集合内成员数量,但是正面无法算,可是我们知道B集合有5个成员,且1个A集合相当于5个B集合,那么A集合成员数量就可以通过B集合成员数量推出来,即 A集合数量=B集合数量*5  =  5*5  =  25

 

这里引入几个概念

 

圆排列

 


 

圆排列:对于n个节点能构成多少个不同的圆,注意是二维(2D)的,就是在一个二维平面,顺时针看不一样才算不同排列

正面算很难是吧,假设此时n=3

 

根据映射思想,我们可以算出全排列数量,即线性排列数量,很好算嘛,n! 种

然后我们再算一个圆(任意一个),它对应的排列数量,怎么求?我们可以先暂时割掉一个边,然后再dfs就出来顺序了,如上图

先割掉(1,3)这条边,我们dfs一遍,就是{1,2,3},那么这就是一个排列了,由于一共可以割掉n条边,所以有n种

一个圆对应这么多个排列数量,我们总共有那么多个排列数量,我们用总共/单个,不就算出来数量了吗

即  n! / n = (n-1)!

 

简化:假设有n个点,那么有n!种线性排列,有n个圆上面的排列(n个切割点)

至此推出了圆排列公式:(n-1)!

 

 

 

 

 

项链排列


 

项链排列:对于n个节点能构成多少个不同的圆,注意是二维(3D)的,就是在一个三维平面,顺时针看不一样也算同一个排列

假设有n个点,那么有n!种线性排列,有(n-1)!圆排列,我们观察一下圆排列和项链排列可以观察出一个规律:

假设n=3,那么这个项链排列有2个(固定着1,把图反转一下,运用空间想象力哈),根据圆排列计算公式,(n-1)!=(3-1)!=2!=2,那么把这些值加在一起就可以发现规律了!

 

 

 

圆排列是项链排列的2倍
至此推出了项链排列公式:(n-1)! / 2

 

 

 

本题做法


 

根据题意,图会构成:

1) 一条链,边数=点数-1
2) 一个环,边数=点数

边数和点数有一种对应关系,我们dp定义关系只用点就ok

f[i][j]:当前图考虑了i个点,j条边

我们假设新加入k个点,和图原来的构成:
1)链的情况
现在加入k个点,相当于加入k-1条边
在他之前的图,有i-k个点,j-(k-1)条边

 

我们这k个点从总点数选对吧,那么有多少选择方法?


之前图的点数不可再选了
剩余的就是可以选的
总共可选点数 - 之前图的点数 即可
C(n-(i-k), k)

注意重复情况!我们选k个节点,我们分别考虑每个点
第一次:选1 2 3
第二次:选1 3 2
那不就重复了吗,要去重

技巧:相当于排序,有一种顺序,我们让最小点先进入选择的序列中,一定要放进去!这样就不重复了
那么此时相当于
C(n-(i-k)-1, k-1)

选出来后考虑如何排列


2)环的情况
现在加入k个点,相当于加入k条边
原来图点数 i-k,边数 j-k

 

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