P8456 「SWTR-8」地地铁铁

news/2025/1/19 11:38:27/文章来源:https://www.cnblogs.com/dcytrl/p/18679441

题意

给定一张 \(n\)\(m\) 边的 01 权无向图,求 \((x,y)\) 无序点对的数量使得 \(x,y\) 两点间存在一条同时经过 0 权边和 1 权边的简单路径。简单路径的定义是不经过重复点的路径。

\(n\le 4\times10^5,m\le 10^6\)

分析

路径问题考虑缩点,因为简单路径的定义是不经过重复点的路径,所以选择点双缩点。

发现满足条件的点对数量直接做有点难做,考虑求不满足条件的点对数量,即,所有 \(x,y\) 之间的路径都只包含一种边权,然后用总数减去它。这又可以分为两种情况讨论,\(x,y\) 之间的路径都是全 \(0\) 或全 \(1\)\(x,y\) 之间的路径既有全 \(0\) 又有全 \(1\)

Case 1:\(x,y\) 之间的路径都是全 \(0\) 或全 \(1\)

\(0\) 和全 \(1\) 本质相同,不妨考虑全 \(0\)

点双基本性质:给定点 \(x,y\),必定存在一条简单路径从 \(x\) 出发到达 \(y\)

点双进阶性质:给定点 \(x,y\) 及边 \(z\),必定存在一条简单路径从 \(x\) 出发,经过 \(z\) 边到达 \(y\)不会严谨证明 感性理解即可。

由此有结论:若点双 \(S\) 内包含一条 \(1\) 边,则经过该点双的所有路径均不合法。

考虑建出圆方树,若一个点双 \(S\) 不合法,那么说明两个点在圆方树上的路径不能经过该点双所对应的方点。也就是说,所有不合法的点双(方点)把圆方树分成了若干个连通块。这部分的答案就是所有连通块内圆点数量选 2 之和。

最后需要求一条边所属的点双。还是在圆方树上考虑问题,发现一定是两端点中深度最深的那个点的父亲方点。

Case 2:\(x,y\) 之间的路径既有全 \(0\) 又有全 \(1\)

不难发现若满足条件则全 \(0\) 路径和全 \(1\) 路径初端点外不能有交。也就是说所有合法点对均在一个点双里。

结论:一个点双里至多有一对合法点对。感性理解,若存在另一组合法点对,则可以构造出一条合法点对之间同时经过 0 权和 1 权的路径。

现在只需要判断是否存在这样的点对即可。

还有结论:若恰好存在两个点满足该点在点双内同时有 0 权和 1 权的出边,则存在这样的点对。必要性显然,充分性感性理解。

时间复杂度 \(O(n+m)\)

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#include<random>
#include<cassert>
#define x1 xx1
#define y1 yy1
#define IOS ios::sync_with_stdio(false)
#define ITIE cin.tie(0);
#define OTIE cout.tie(0);
#define PY puts("Yes")
#define PN puts("No")
#define PW puts("-1")
#define P0 puts("0")
#define P__ puts("")
#define PU puts("--------------------")
#define mp make_pair
#define fi first
#define se second
#define gc getchar
#define pc putchar
#define pb emplace_back
#define un using namespace
#define il inline
#define all(x) x.begin(),x.end()
#define mem(x,y) memset(x,y,sizeof x)
#define popc __builtin_popcountll
#define rep(a,b,c) for(int a=(b);a<=(c);++a)
#define per(a,b,c) for(int a=(b);a>=(c);--a)
#define reprange(a,b,c,d) for(int a=(b);a<=(c);a+=(d))
#define perrange(a,b,c,d) for(int a=(b);a>=(c);a-=(d))
#define graph(i,j,k,l) for(int i=k[j];i;i=l[i].nxt)
#define lowbit(x) ((x)&-(x))
#define lson(x) ((x)<<1)
#define rson(x) ((x)<<1|1)
//#define double long double
//#define int long long
//#define int __int128
using namespace std;
using i64=long long;
using u64=unsigned long long;
using pii=pair<int,int>;
template<typename T1,typename T2>inline void ckmx(T1 &x,T2 y){x=x>y?x:y;}
template<typename T1,typename T2>inline void ckmn(T1 &x,T2 y){x=x<y?x:y;}
inline auto rd(){int qwqx=0,qwqf=1;char ch=getchar();while(ch<'0'||ch>'9'){if(ch=='-')qwqf=-1;ch=getchar();}while(ch>='0'&&ch<='9'){qwqx=(qwqx<<1)+(qwqx<<3)+ch-48;ch=getchar();}return qwqx*qwqf;
}
template<typename T>inline void write(T qwqx,char ch='\n'){if(qwqx<0){qwqx=-qwqx;putchar('-');}int qwqy=0;char qwqz[40];while(qwqx||!qwqy){qwqz[qwqy++]=qwqx%10+48;qwqx/=10;}while(qwqy--)putchar(qwqz[qwqy]);if(ch)putchar(ch);
}
bool Mbg;
const int maxn=4e5+5,maxm=1e6+5,inf=0x3f3f3f3f;
const long long llinf=0x3f3f3f3f3f3f3f3f;
int n,m;
i64 ans;
struct edge{int u,v,w;
}e[maxm];
vector<pii>G[maxn];
vector<int>E[2];
void add(int x,int y,int z){G[x].emplace_back(mp(y,z)),G[y].emplace_back(mp(x,z));
}
int dfn[maxn],low[maxn],dfncnt;
int sta[maxn],tp;
int sc;
vector<int>v[maxn];
int bel[maxm];
void tar(int x,int y){dfn[x]=low[x]=++dfncnt,sta[++tp]=x;for(pii _:G[x]){int u=_.fi;if(!dfn[u]){tar(u,x);ckmn(low[x],low[u]);if(low[u]>=dfn[x]){++sc;int nw;do{nw=sta[tp],v[sc].emplace_back(nw),--tp;}while(nw^u);v[sc].emplace_back(x);}}else if(u^y){ckmn(low[x],dfn[u]);}}
}
vector<int>H[maxn<<1];
bool vis[maxn<<1];
void add_tree(int x,int y){H[x].emplace_back(y),H[y].emplace_back(x);
}
i64 calc(int x){return 1ll*x*(x-1)/2;
}
int dep[maxn<<1],fa[maxn<<1];
void dfs0(int x,int y){fa[x]=y,dep[x]=dep[y]+1;for(int u:H[x])if(u^y)dfs0(u,x);
}
int siz[maxn<<1];
void dfs(int x,int y){siz[x]=(x<=n);for(int u:H[x])if(u^y){dfs(u,x);if(vis[x])ans-=calc(siz[u]);else siz[x]+=siz[u];}
}
vector<int>be[maxn];
int S[maxn];
inline void solve_the_problem(){n=rd(),m=rd();rep(i,1,m){int x,y;char z;x=rd(),y=rd(),z=gc();int t=z=='D';e[i]=(edge){x,y,t};add(x,y,i),E[t].emplace_back(i);}
//	PU;
//	rep(i,1,m)write(e[i].u,32),write(e[i].v,32),write(e[i].w);	ans=calc(n);tar(1,0);rep(i,1,sc)for(int u:v[i])add_tree(u,i+n);dfs0(1,0);rep(i,1,m){int x=e[i].u,y=e[i].v;if(dep[x]<dep[y])swap(x,y);bel[i]=fa[x]-n,be[bel[i]].emplace_back(i);}
//	write(sc);
//	rep(i,1,sc){
//		for(int u:v[i])write(u,32);P__;
//	}
//	rep(i,1,m)write(bel[i],32);P__;rep(c,0,1){rep(i,1,n+sc)vis[i]=0,siz[i]=0;for(int i:E[c^1])vis[bel[i]+n]=1;dfs(1,0);ans-=calc(siz[1]);}rep(i,1,sc){for(int u:v[i])S[u]=0;int sum=0;for(int u:be[i]){int x=e[u].u,y=e[u].v,z=e[u].w;S[x]|=(1<<z),S[y]|=(1<<z);}for(int u:v[i])if(S[u]==3)++sum;if(sum==2)--ans;}write(ans);
}
bool Med;
signed main(){
//	freopen(".in","r",stdin);freopen(".out","w",stdout);fprintf(stderr,"%.3lfMB\n",(&Mbg-&Med)/1048576.0);int ID=rd(),_=1;while(_--)solve_the_problem(),--ID;
}
/*
0
4 3
1 2 d
2 3 D
3 4 d
*/

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