[Codeforces]813F Bipartite Checking

  往期题目补档。既然被选为了经典题就拿来写一写。

Description

  给定一张含有n个点的无向图,一开始图中没有任何边。依次给出q次操作,每次操作给出两个点“x y”,若x和y之间没有边相连,则连上这条边,否则移除这条边。对于每次操作,你都要判断执行这一次操作之后,整张图是否为二分图。

Input

  第一行两个正整数n,q,表示点数和操作数。
  接下来q行,每行两个正整数“x y”表示操作。

Output

  对于每次操作,判断执行该操作后,整张图是否为二分图,若为二分图,输出“YES”,否则输出“NO”。

Sample Input

  3 5
  2 3
  1 3
  1 2
  1 2
  1 2

Sample Output

  YES
  YES
  NO
  YES
  NO

HINT

  2 <= n,q <= 100000,1 <= x < y <= n。

Solution

  Link Cut 二分图问题??

  然而我似乎知道只支持加边的判断二分图有一个绝妙的算法,然而怎么做到删除?

  实际上,我们换一个想法,就可以通过离线处理把删除转化为撤销。

  我们的每次询问实际上都是对图的一个状态进行询问,我们把操作序列看作一个时间戳。

  如样例,在第一时刻,图中的边有(2,3);第二时刻和第四时刻,图中的边有(2,3)、(1,3);第三时刻有(2,3)、(1,3)、(1,2)……

  最最朴素的想法,对于每个时刻,我们把该时刻存在的边全部插入,判断答案,然后清空,进行下一时刻的统计。

  这样的操作数显然是q^2的,但我们注意到某些边存在的时间是连续的一段区间,似乎不需要频繁地插入撤销?

  于是我们就有了线段树分治。

  我们按时间戳开一个线段树,然后把每条边按照存在的时间段丢进线段树里。

  每条边确确实实是被“丢”进线段树里的,找到该时间段在线段树里对应的至多log个区间,把这条边也就是这个操作存起来而已。

  每条边每进行一对插入和删除操作,就会产生一段时间段;对于直到q时刻还存在于图中的边,我们认为它们在q+1时刻被删除了。

  这样的操作数是qlogq的,也就是说我们用一个log的时间代价将删除操作变为撤销操作。

  这样我们已经完成了核心的分治操作。

  剩下的我们只要将这棵线段树dfs一遍,每到一个结点,把该结点中存储的操作加入,离开的时候撤销掉这些操作,在底层计算答案即可。

  撤销一般有两种方式,一种是存储父结点的状态,另一种是执行该操作的逆操作。

  说了这么多,这一题该如何在支持加边操作的情况下判断二分图呢?

  由二分图染色的思想,我们有一种带权并查集的做法。

  对于一张二分图内的一个联通块,一旦点A相对于点B的颜色确定,那么点A相对于该联通块内的其他点的颜色都能确定。

  于是我们在并查集内除了维护父亲是谁,还要维护它相对于父亲的颜色(相同或相异)。

  当一张图加入了这样一条边之后,它就不再是二分图:这条边连接了一个联通块内颜色相同的结点。

  至于撤销,显然不能存储父结点的状态,只能执行逆操作,所以我们要用到并查集的按秩合并以支持撤销。

  总时间复杂度O(qlogqlogn)。

#include <cstdio>
#include <vector>
#include <algorithm>
#define MN 100005
#define l(a) (a<<1)
#define r(a) (a<<1|1)
using namespace std;
struct node{int x,y;};
struct rlt{int fa,rel;};
struct meg{int x,y,t;}a[MN];
vector <node> d[MN<<2],e[MN<<2];
int f[MN],g[MN],siz[MN],ans[MN];
int n,m;

inline int read()
{
    int n=0,f=1; char c=getchar();
    while (c<'0' || c>'9') {if(c=='-')f=-1; c=getchar();}
    while (c>='0' && c<='9') {n=n*10+c-'0'; c=getchar();}
    return n*f;
}

rlt getrel(int x)
{
    if (!f[x]) return (rlt){x,0};
    rlt lt=getrel(f[x]);
    return (rlt) {lt.fa,lt.rel^g[x]};
}

void getins(int x,int L,int R,int ql,int qr,int yl,int yr)
{
    if (ql==L&&qr==R) {e[x].push_back((node){yl,yr}); return;}
    int mid=L+R>>1;
    if (qr<=mid) getins(l(x),L,mid,ql,qr,yl,yr);
    else if (ql>mid) getins(r(x),mid+1,R,ql,qr,yl,yr);
    else getins(l(x),L,mid,ql,mid,yl,yr),getins(r(x),mid+1,R,mid+1,qr,yl,yr);
}

void dfs(int x,int L,int R,int u)
{
    register int i;
    rlt xf,yf;
    for (i=0;i<e[x].size();++i)
    {
        xf=getrel(e[x][i].x); yf=getrel(e[x][i].y);
        if (xf.fa==yf.fa) {if (xf.rel==yf.rel) u|=1;}
        else
        {
            if (siz[xf.fa]<siz[yf.fa]) swap(xf,yf);
            siz[xf.fa]+=siz[yf.fa];
            f[yf.fa]=xf.fa;
            g[yf.fa]=xf.rel^yf.rel^1;
            d[x].push_back((node){xf.fa,yf.fa});
        }
    }
    if (L==R) ans[L]=u;
    else
    {
        int mid=L+R>>1;
        dfs(l(x),L,mid,u); dfs(r(x),mid+1,R,u);
    }
    for (i=d[x].size()-1;i>=0;--i)
    {
        siz[d[x][i].x]-=siz[d[x][i].y];
        f[d[x][i].y]=g[d[x][i].y]=0;
    }
}

bool cmp(const meg& a,const meg& b)
{
    if (a.x!=b.x) return a.x<b.x;
    if (a.y!=b.y) return a.y<b.y;
    return a.t<b.t;
}

int main()
{
    register int i;
    n=read(); m=read();
    for (i=1;i<=m;++i) a[i].x=read(),a[i].y=read(),a[i].t=i;
    sort(a+1,a+m+1,cmp);
    for (i=1;i<=m;)
        if (a[i].x==a[i+1].x&&a[i].y==a[i+1].y) getins(1,1,m,a[i].t,a[i+1].t-1,a[i].x,a[i].y),i+=2;
        else getins(1,1,m,a[i].t,m,a[i].x,a[i].y),++i;
    for (i=1;i<=n;++i) siz[i]=1;
    dfs(1,1,m,0);
    for (i=1;i<=m;++i) puts(ans[i]?"NO":"YES");
}

Last Word

  推荐一波小D的《离线处理修改操作的分治算法(CDQ分治、线段树分治入门)》。

  别找了,你找不到的。

  每次打按秩合并的并查集总会忘记把初始大小赋为1,真是见鬼。

原文地址:https://www.cnblogs.com/ACMLCZH/p/7902082.html