hdu 4635 Strongly connected(强连通+缩点)

n个点，m条边的有向图，求最多能增加多少条边，原图任然不是强连通图。

将问题转化为，n个点的完全图，共有n*(n-1)条边，除去原有的m条边，最少删多少条边，使得该图不是强连通图？

求出scc后缩点得到scc图，对于一个scc点，如果他的入度为0，那么只需在完全图中，删去所有指向该强连通分量的边就行了，对于出度为0的scc点也是如此。而要求最大的可加边数，只需求出入度或者出度为0的点权最小的那个scc就行，答案便是n*(n-1) - m - sum[_scc] * (n-sum[_scc]) 。

#include<iostream>
#include<algorithm>
#include<vector>
#include<string>
#include<queue>
#include<stack>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<cstdlib>
#include<cmath>
#include<fstream>
#include<sstream>
#include<map>
#include<set>
#define FF(i, a, b) for(int i=a; i<b; i++)
#define FD(i, a, b) for(int i=a; i>=b; i--)
#define REP(i, n) for(int i=0; i<n; i++)
#define CLR(a, b) memset(a, b, sizeof(a))
#define LL long long
#define PB push_back
#define debug puts("**debug**")
using namespace std;

const int maxn = 100001;
int n, m, u, v;
int pre[maxn], low[maxn], dfs_clock, scc_cnt, sccno[maxn], in[maxn], out[maxn],  sum[maxn];
vector<int> G[maxn];
stack<int> S;

void dfs(int u)
{
    pre[u] = low[u] = ++dfs_clock;
    S.push(u);
    REP(i, G[u].size())
    {
        int v = G[u][i];
        if(!pre[v])
        {
            dfs(v);
            low[u] = min(low[u], low[v]);
        }
        else if(!sccno[v]) low[u] = min(low[u], pre[v]);
    }
    if(low[u] == pre[u])
    {
        scc_cnt++;
        for(;;)
        {
            int x = S.top(); S.pop();
            sccno[x] = scc_cnt;
            if(x == u) break;
        }
    }
}

void find_scc()
{
    dfs_clock = scc_cnt = 0;
    CLR(pre, 0); CLR(sccno, 0); CLR(in, 0); CLR(out, 0); CLR(sum, 0);
    FF(i, 1, n+1) if(!pre[i]) dfs(i);
}

int main()
{
    int T; scanf("%d", &T);
    FF(kase, 1, T+1)
    {
        scanf("%d%d", &n, &m);
        FF(i, 1, n+1) G[i].clear();
        REP(i, m)
        {
            scanf("%d%d", &u, &v);
            G[u].PB(v);
        }
        find_scc();
        printf("Case %d: ", kase);
        if(scc_cnt == 1)
        {
            puts("-1");
            continue;
        }
        LL ans = n*(n-1) - m;
        FF(u, 1, n+1)
        {
            sum[sccno[u]]++;
            REP(i, G[u].size())
            {
                int v = G[u][i];
                if(sccno[u] != sccno[v]) out[sccno[u]]++, in[sccno[v]]++;
            }
        }
        int tmp = 1e9;
        FF(i, 1, scc_cnt+1)
            if(in[i] == 0 || out[i] == 0) tmp = min(tmp, sum[i]);
        ans -= tmp*(n-tmp);
        printf("%lld
", ans);
    }
    return 0;
}