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  • bzoj4466 超立方体

    Description

    超立方体是立方体在高维空间内的拓展(其在 2 维情况下退化为正方形,1
    维情况下退化成线段)。在理论计算机科学领域里,超立方体往往可以和 2 进制
    编码联系到一起。对理论计算机科学颇有研究的 Will 自然也会对超立方体有着
    自己的思考。 

    上图就是在 0~4 维空间内超立方体所对应的图形。显然我们可以把超立方
    体的每个顶点看成一个点,每一条棱看成一条边,这样就会得到一个无向图,我
    们称之为超立方图。 
    D维空间内的超立方图有 2D个点,我们把这些点从0到2D-1依次编号。 
    有一个有趣而重要的充要结论是:一定存在一种编号的方式,使得图中任意
    两个有边相连的顶点的编号的 2进制码中,恰好有一位不同。 
    在 2维和3维空间内这个结论可以这样形象的理解: 
    对于 2维空间,我们只要把这个正方形放到第一象限内,使得 4个顶点的坐
    标按逆时针顺序依次为(0,0),(1,0),(1,1),(0,1),然后再把坐标看成 2位2进制
    数,依次将这 4个点编号为 0,1,3,2即可。 
    对于 3维空间,同样我们可以将立方体的一个顶点与原点重合,并使得所有
    棱均平行于坐标轴,然后分别确定这8个点的坐标,最后把3维空间内的坐标看
    成一个3位2进制数即可。对于D维空间,以此类推。 
    现在对于一个 N 个点M条边的无向图(每个点从 0到N-1编号),Will 希望
    知道这个图是否同构于一个超立方图。

    Input

    第一行包含一个整数 Q表示此数据中一共包含 Q个询问。
    接下来 Q组询问,每一组询问的输入格式如下:
    第一行包含两个整数 N 和M,
    接下来 M 行,每行 2 个不同的整数 x,y,表示图中存在一条无向边连接编
    号为x和y的点(0 < = x,y < N)
    Q<=3,N<=32768,M<=1000000

    Output

    对于每一个询问分别输出一行,内容如下: 
    1、如果询问中给定的图不同构于任何一个超立方图,输出-1; 
    2、如果同构于某一个超立方图,那么请给图中这N 个点重新编号,并在这
    一行输出 N 个用空格隔开的整数,表示原图中每个点新的编号,使得重新编号
    后,满足题目中所述的结论。 
    注意:输出文件的每一行,要么仅包含一个整数-1,要么则应包含一个由 0
    到N-1这 N 个数组成的排列。如果有多组解输出任意一个均可。

    一个超立方体图满足:

    1.每个顶点有相同度数k

    2.共2k个顶点,k2k-1条边

    3.标号后任意边两端标号二进制表示只相差1位

    4.每个点相邻的所有点的标号与这个点标号不同的二进制位互不相同

    不符合1.2.直接输出-1,符合1.2.的可以先bfs一次得到标号并验证标号是否合法(标号不重复且符合3.4.)

    bfs时,任取一个点标号0,其相邻点标号为2的幂,取未标号且与已标号点相邻的点,将其标号为相邻已标号点的标号的按位或值

    #include<cstdio>
    inline int input(){
        int x=0,c=getchar();
        while(c>57||c<48)c=getchar();
        while(c>47&&c<58)x=x*10+c-48,c=getchar();
        return x;
    }
    const int N=32768;
    int id[N],rs[N],ed[N];
    int e[16][N],p[N],dc[N+1];
    int q[N],ql=0,qr=0;
    int n,m,a,b;
    void chk(){
        n=input();
        m=input();
        bool un=0;
        ql=qr=0;
        int D=dc[n];
        if(n==1&&m==0){
            puts("0");
            return;
        }
        if(!D||m*2!=n*D)un=1;
        if(!un)
        for(int i=0;i<N;i++)p[i]=ed[i]=id[i]=rs[i]=0;
        while(m--){
            a=input(),b=input();
            if(p[a]>=D||p[b]>=D)un=1;
            if(un)continue;
            e[p[a]++][a]=b;
            e[p[b]++][b]=a;
        }
        ed[0]=1;
        if(!un)
        for(int i=0;i<p[0];i++){
            int w=e[i][0];
            if(ed[w]){un=1;break;}
            ed[w]=1;
            q[qr++]=w;
            id[w]=1<<i;
        }
        if(!un)
        while(ql<qr){
            int w=q[ql++];
            ed[w]=1;
            for(int i=0;i<p[w];i++){
                int u=e[i][w];
                if(ed[u]==1)continue;
                id[u]|=id[w];
                if(!ed[u]){
                    ed[u]=2;
                    q[qr++]=u;
                }
            }
        }
        if(!un)
        for(int i=0;i<n;i++){
            if(rs[id[i]]){un=1;break;}
            rs[id[i]]=i;
        }
        if(!un)
        for(int i=0;i<n&&!un;i++){
            int s=0;
            for(int j=0;j<p[i];j++){
                int u=e[j][i];
                int c=id[u]^id[i];
                if(s&c){un=1;break;}
                if(c!=(c&-c)){un=1;break;}
                s|=c;
            }
            if(s+1!=n)un=1;
        }
        if(un)puts("-1");
        else{
            printf("%d",id[0]);
            for(int i=1;i<n;i++)printf(" %d",id[i]);
            putchar(10);
        }
    }
    int main(){
        for(int i=0;i<16;i++)dc[1<<i]=i;
        int T=input();
        while(T--)chk();
        return 0;
    }
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