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  • 生成树计数MatrixTree定理

    /*
     *算法引入:
     *给定一个无向图G,求它生成树的个数t(G);
     *
     *算法思想:
     *(1)G的度数矩阵D[G]是一个n*n的矩阵,并且满足:当i≠j时,dij=0;当i=j时,dij等于vi的度数;
     *(2)G的邻接矩阵A[G]是一个n*n的矩阵,并且满足:如果vi,vj之间有边直接相连,则aij=1,否则为0;
     *定义图G的Kirchhoff矩阵C[G]为C[G]=D[G]-A[G];
     *Matrix-Tree定理:G的所有不同的生成树的个数等于其Kirchhoff矩阵C[G]任何一个n-1阶主子式的行列式的绝对值;
     *所谓n-1阶主子式,就是对于r(1≤r≤n),将C[G]的第r行,第r列同时去掉后得到的新矩阵,用Cr[G]表示;
     *
     *Kirchhoff矩阵的特殊性质:
     *(1)对于任何一个图G,它的Kirchhoff矩阵C的行列式总是0,这是因为C每行每列所有元素的和均为0;
     *(2)如果G是不连通的,则它的Kirchhoff矩阵C的任一个主子式的行列式均为0;
     *(3)如果G是一颗树,那么它的Kirchhoff矩阵C的任一个n-1阶主子式的行列式均为1;
     *
     *算法举例:
     *SPOJ104(Highways)
     *
     *题目地址:
     *http://www.spoj.com/problems/HIGH/
     *
     *题目大意:
     *一个有n座城市的组成国家,城市1至n编号,其中一些城市之间可以修建高速公路;
     *需要有选择的修建一些高速公路,从而组成一个交通网络;
     *计算有多少种方案,使得任意两座城市之间恰好只有一条路径;
    **/
    
    #include<iostream>
    #include<cstdio>
    #include<cstring>
    #include<cmath>
    #include<algorithm>
    using namespace std;
    
    const int N=15;
    
    typedef long long LL;
    
    int degree[N];
    LL C[N][N];
    
    LL det(LL a[][N],int n)//生成树计数:Matrix-Tree定理
    {
        LL ret=1;
        for(int i=1; i<n; i++)
        {
            for(int j=i+1; j<n; j++)
                while(a[j][i])
                {
                    LL t=a[i][i]/a[j][i];
                    for(int k=i; k<n; k++)
                        a[i][k]=(a[i][k]-a[j][k]*t);
                    for(int k=i; k<n; k++)
                        swap(a[i][k],a[j][k]);
                    ret=-ret;
                }
            if(a[i][i]==0)
                return 0;
            ret=ret*a[i][i];
        }
        if(ret<0)
            ret=-ret;
        return ret;
    }
    
    int main()
    {
        //freopen("C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\kd.txt","r",stdin);
        int tcase;
        scanf("%d",&tcase);
        while(tcase--)
        {
            memset(degree,0,sizeof(degree));
            memset(C,0,sizeof(C));
            int n,m;
            scanf("%d%d",&n,&m);
            int u,v;
            while(m--)
            {
                scanf("%d%d",&u,&v);
                u--;
                v--;
                C[u][v]=C[v][u]=-1;
                degree[u]++;
                degree[v]++;
            }
            for(int i=0; i<n; ++i)
                C[i][i]=degree[i];
            printf("%lld\n",det(C,n));
        }
        return 0;
    }
    


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