神仙构造题(不过可能我构造太烂了?)
首先考虑这个奇奇怪怪的 \(\dfrac{4}{7}\),以及这个每个点出度最多为 \(2\) 的条件有何用意。容易发现 \(4=2^2,7=1+2+4\),这启发我们通过某种方式将原图的点集分成三部分。我们考虑构造三个点集 \(A,B,C\) 满足:
- 对于 \(A\) 中的点 \(x\),要么其入度为 \(0\),要么所有连向它的边的另一个端点都属于 \(C\)
- 对于 \(B\) 中的点 \(x\),满足不存在一条边 \((y,x),s.t.y\in B\),且至少存在一条边 \((y,x),s.t.y\in A\)
- 对于 \(C\) 中的点 \(x\),满足至少存在一条边 \((y,x),s.t.y\in B\)。
显然对于任意 \(v\in V\),\(v\) 必然属于 \(A,B,C\) 之一,因此这是一个合法的划分。我们考虑一遍拓扑排序求出 \(col_x\) 表示点 \(x\) 属于 \(A,B,C\) 哪个集合(\(0\) 表示 \(A\),\(1\) 表示 \(B\),\(2\) 表示 \(C\)),然后取 \(col_x=2\) 的点作为答案即可。
为什么?首先我们要说明 \(|C|\le\dfrac{4}{7}n\),不难发现由于每个点度最多为二,因此每个 \(A\) 中的点最多可以产生 \(2\) 个 \(B\) 中的点,因此 \(|B|\le 2|A|\),每个 \(B\) 中的点也最多对应 \(2\) 个 \(C\) 中的点,因此 \(|C|\le 2|B|\),故 \(|C|\le\dfrac{4}{7}n\)。其次我们要说明删除 \(C\) 中的点之后剩余部分满足最多存在一条路径这个限制,不难发现 \(A\) 中点由于在原图中只存在 \(C\) 中点连向它们的边,现在删除了 \(C\),自然入度为 \(0\),同理 \(B\) 中点出度也为零。显然这样的图最长路径只可能是某个 \(A\) 中的点连到某个 \(B\) 中的点,长度最多为 \(1\),符合要求。
时间复杂度线性。
希望今晚 GLBR 不要在 E 放个这样的人类智慧题
const int MAXN=2e5;
const int MAXM=4e5;
int n,m,hd[MAXN+5],to[MAXM+5],nxt[MAXM+5],ec=0,deg[MAXN+5],col[MAXN+5];
void adde(int u,int v){to[++ec]=v;nxt[ec]=hd[u];hd[u]=ec;}
void clear(){for(int i=1;i<=n;i++) hd[i]=deg[i]=col[i]=0;ec=0;}
void solve(){
scanf("%d%d",&n,&m);clear();
for(int i=1,u,v;i<=m;i++) scanf("%d%d",&u,&v),adde(u,v),deg[v]++;
queue<int> q;for(int i=1;i<=n;i++) if(!deg[i]) q.push(i);
vector<int> res;
while(!q.empty()){
int x=q.front();q.pop();
for(int e=hd[x];e;e=nxt[e]){
int y=to[e];
if(col[x]==1) col[y]=2;
else if(col[x]==0&&!col[y]) col[y]=1;
if(!--deg[y]) q.push(y);
} if(col[x]==2) res.pb(x);
} printf("%d\n",res.size());
for(int x:res) printf("%d ",x);
printf("\n");
}
int main(){
int qu;scanf("%d",&qu);
while(qu--) solve();
return 0;
}