【UOJ】#79. 一般图最大匹配

题解

板子！我相信其实没人来看我的板子！但是为了防止我忘记，我还是要写点什么

我们考虑二分图，为什么二分图就能那么轻松地写出匹配的代码呢？因为匹配只会发生在黑点和白点之间，我们找寻增广路，必然是一黑一白一黑一白这么走

然而，一般图由于有了奇环，事情变得不妙了啊

奇环上的所有点，可以是……任意的奇偶性（起点到它的距离的奇偶性，可以是非简单路径）

那么我们就让任意奇偶性的点可以进行匹配就可以了，我们通过pre维护出一条路径到达根节点

怎么维护呢？缩花！

花？什么是花？

花就是奇环，我们找到花托（两个点的最近公共祖先），从两个点构建一条能走到花托的路径
如何构建
对于(u,v)和花托f
我们让u的pre走到v，然后令u跳到u匹配点的pre,v变成u的匹配点，继续这个操作，同时把这个匹配点改成偶点(可进行增广）
对v走到花托走到f进行类似的操作

代码

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#define enter putchar('
')
#define space putchar(' ')
#define MAXN 505
//#define ivorysi
using namespace std;
typedef long long int64;
template<class T>
void read(T &res) {
	res = 0;char c = getchar();T f = 1;
	while(c < '0' || c > '9') {
		if(c == '-') f = -1;
		c = getchar();
	}
	while(c >= '0' && c <= '9') {
		res = res * 10 + c - '0';
		c = getchar();
	}
	res *= f;
}
template<class T>
void out(T x) {
	if(x < 0) {putchar('-');x = -x;}
	if(x >= 10) {
		out(x / 10);
	}
	putchar('0' + x % 10);
}
struct node {
	int to,next;
}E[MAXN * MAXN * 2];
int sumE,head[MAXN];
int N,M,fa[MAXN],pre[MAXN],matk[MAXN],sta[MAXN];
int Q[MAXN],L,R;
void add(int u,int v) {
	E[++sumE].to = v;
	E[sumE].next = head[u];
	head[u] = sumE;
}
int getfa(int x) {
	return fa[x] == x ? x : fa[x] = getfa(fa[x]);
}
int lca(int x,int y) {
	static int vis[MAXN],Tim;
	++Tim;
	while(1) {//每个点都尝试走一步
		x = getfa(x);
		if(x) {
			if(vis[x] == Tim) {
				return x;
			}
			else vis[x] = Tim,x = pre[matk[x]];
		}
		swap(x,y);
	}
}
void blossom(int u,int v,int flower_root) {
	while(getfa(u) != flower_root) {
		pre[u] = v;
		//我们每个点既然都是奇偶难分（雾）
		//就构建出一条这个点走到花托的交错路
		//构建方法就是顺着匹配边往上跳
		//这个时候我们碰到的匹配点还都以为自己是偶点= =（奇怪的叙述）
		int m = matk[u];
		if(sta[m] == 1) {sta[m] = 0;Q[++R] = m;}
		//把所有以为自己是奇点的人告诉他们可以当偶点啦
		if(u == fa[u]) fa[u] = flower_root;
		if(m == fa[m]) fa[m] = flower_root;
		v = m,u = pre[m];
	}
}
bool match(int s) {
	//sta : -1 未访问 0:偶点（起始点）  1:奇点
	//pre : 交错树上的父亲，任意一点顺着当前自己的匹配点的pre会走到树根，也就是还原出了交错路
	L = 1,R = 0;Q[++R] = s;
	
	memset(sta,-1,sizeof(sta));
	memset(pre,0,sizeof(pre));
	sta[s] = 0;//起点是偶点
	for(int i = 1 ; i <= N ; ++i) fa[i] = i; 
	while(L <= R) {
		int u = Q[L++];
		for(int i = head[u] ; i ; i = E[i].next) {
			int v = E[i].to;
			if(sta[v] == -1) {
				pre[v] = u;sta[v] = 1;
				if(!matk[v]) {
					for(int j = u , k = v,last; ; j = pre[k = last]) {
						last = matk[j],matk[j] = k;matk[k] = j;
						if(!last) break;
					}//顺着pre节点找交错路，全部取反
					return 1;
				}
				sta[matk[v]] = 0;
				Q[++R] = matk[v];
			}
			else if(getfa(v) != getfa(u) && !sta[v]) {
				int f = lca(u,v);blossom(u,v,f);blossom(v,u,f);
				//两个偶点，缩花，两条路径爬到父亲
			}
		}
	}
	return 0;
}
void Init() {
	read(N);read(M);
	int u,v;
	for(int i = 1 ; i <= M ; ++i) {
		read(u);read(v);
		add(u,v);add(v,u);
	}
}
void Solve() {
	int ans = 0;
	for(int i = 1 ; i <= N ; ++i) {
		if(!matk[i] && match(i)) ++ans;
	}
	out(ans);enter;
	for(int i = 1 ; i <= N ; ++i) {
		out(matk[i]);
		if(i == N) enter;
		else space;
	}
}
int main() {
#ifdef ivorysi
	freopen("f1.in","r",stdin);
#endif
	Init();
	Solve();
}

//5aaC5p6c5oiR5LiK5LiN5LqGdGh177yM5oiR5bCx5YaN5Lmf6KeB5LiN5Yiw54yr6ZSf5LqG
//4oCm4oCm54yr6ZSf55yf5Y+v54ix