題解 P3209 【[HNOI2010]平面圖判定】
阿新 • • 發佈:2020-08-19
首先需要了解平面圖的定義:
如果圖 \(G\) 能畫在平面 \(S\) 上,即 除頂點處外無邊相交 ,則稱 \(G\) 可平面嵌入 \(S\) , \(G\) 為可平面圖或平面圖。
設 \(G\) 是平面圖,由 \(G\) 的邊將 \(G\) 所在的平面劃分成若干個區域,每個區域稱為 \(G\) 的一個 面 ,其中面積無限的面稱為無限面或外部面,面積有限的稱為有限面或內部面。包圍每個面的所有邊組成的迴路稱為該面的 邊界 ,邊界的長度稱為該面的 次數 。
為了強調平面圖的面,用三元組表示一個平面圖 \(G=(V,E,F)\) ,其中 \(F\) 表示平面圖 \(G\) 中面的個數。
對於連通平面圖,有尤拉公式:
\[V-E+F=2 \]
證明比較複雜,要涉及代數拓撲。
若 \(G\) 是連通的簡單平面圖(無重邊與自環),則每個面的次數都 至少為 \(3\) ,又因為每條邊僅屬於 兩個面 的邊界,則有: \(3F \leq 2E\) 。代入上式得:
\[E \leq 3V-6 \]
然後再來看這道題。
輸入中給出了這個圖 \(G\) 和 \(G\) 中的一個哈密頓迴路。
我們將這個哈密頓迴路展開,即讓其他邊都在迴路圍成的區域內。
圖為樣例第一組資料:
不難發現,上圖中相交的兩條邊必須一條邊在哈密頓迴路內,一條在迴路外才能不相交。
則問題轉化為一個2-SAT問題,列舉相交的兩條邊 \(i,j\),連邊:
- \(i \to j'\) 表示 \(i\) 在迴路內則 \(j\) 必須在迴路外。
- \(j \to i'\) 表示 \(j\) 在迴路內則 \(i\) 必須在迴路外。
- \(i' \to j\) 表示 \(i\) 在迴路外則 \(j\) 必須在迴路內。
- \(j' \to i\) 表示 \(j\) 在迴路外則 \(i\) 必須在迴路內。
縮點後判斷是否存在 \(i,i'\) 在同一個強連通分量中,若存在則 \(G\) 不是平面圖。
然而 \(M \leq 10000\) ,直接連邊會爆炸。用上面的結論 \(K \leq 3V-6\) 可以特判掉不可能成為平面圖的情況。
\(\text{Code}:\)
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <cmath>
#include <stack>
#define maxm 2000005
#define Rint register int
#define INF 0x3f3f3f3f
using namespace std;
typedef long long lxl;
template <typename T>
inline T read()
{
T x=0,f=1;char ch=getchar();
while(ch<'0'||ch>'9') {if(ch=='-') f=-1;ch=getchar();}
while(ch>='0'&&ch<='9') {x=(x<<1)+(x<<3)+ch-'0';ch=getchar();}
return x*f;
}
struct edge
{
int u,v,next;
inline bool operator < (const edge &T)const
{
return u<T.u||(u==T.u&&v<T.v);
}
}e[maxm],eg[10005];
int head[maxm],k;
inline void add(int u,int v)
{
e[k]=(edge){u,v,head[u]};
head[u]=k++;
}
int n;
int dfn[maxm],low[maxm],scc[maxm],dfs_cnt,scc_cnt;
stack<int> S;
inline void tarjan(int u)
{
S.push(u);
dfn[u]=low[u]=++dfs_cnt;
for(int i=head[u];~i;i=e[i].next)
{
int v=e[i].v;
if(!dfn[v])
{
tarjan(v);
low[u]=min(low[u],low[v]);
}
else if(!scc[v]) low[u]=min(low[u],dfn[v]);
}
if(dfn[u]==low[u])
{
int x;
++scc_cnt;
do
{
x=S.top();S.pop();
scc[x]=scc_cnt;
} while (x!=u);
}
}
int N,M,G[205];
inline void clear()
{
memset(head,-1,sizeof(head));
memset(dfn,0,sizeof(dfn));
memset(low,0,sizeof(low));
memset(scc,0,sizeof(scc));
k=scc_cnt=dfs_cnt=0;
}
int main()
{
// freopen("P3209.in","r",stdin);
int T=read<int >();
while(T--)
{
N=read<int >(),M=read<int >();
clear();
for(int i=1;i<=M;++i)
{
int u=read<int >(),v=read<int >();
eg[i]=(edge){u,v};
}
for(int i=1;i<=N;++i)
G[read<int >()]=i;
if(M>3*N-6) {puts("NO");continue;}
for(int i=1;i<=M;++i)
{
eg[i].u=G[eg[i].u];
eg[i].v=G[eg[i].v];
if(eg[i].u>eg[i].v) swap(eg[i].u,eg[i].v);
}
sort(eg+1,eg+M+1);
for(int i=1;i<M;++i)
for(int j=i+1;j<=M;++j)
if(eg[i].u<eg[j].u&&eg[j].u<eg[i].v&&eg[i].v<eg[j].v)// 判斷是否相交
add(i+M,j),add(j+M,i),add(i,j+M),add(j,i+M);
for(int i=1;i<=(M<<1);++i)
if(!dfn[i]) tarjan(i);
bool flag=true;
for(int i=1;i<=M;++i)
if(scc[i]==scc[i+M])
{
flag=false;
break;
}
puts(flag?"YES":"NO");
}
return 0;
}