题目描述
给出一个N(n<=150)个结点的有向无环简单图。给出4个不同的点a,b,c,d,定义不相交路径为两条路径,两条路径的起点分别为a和c,对应的两条路径的终点为b和d,要求满足这两条路径不相交,即两条路径上没有公共的点。 现在要求不相交路径的方案数。
题解
我们注意到这个图是一个DAG,所以在这上面可以很方便地拓扑排序,dp很多东西。
我们设 f[i][j] f [ i ] [ j ] 表示i~j的不同路径条数, g[i] g [ i ] 表示a~i,b~j路径相交于点i的方案总数。
则易得状态转移方程:
g[i]=f[a][i]×f[c][i]−∑k,拓扑序在i之前g[k]×f[k][i]2 g [ i ] = f [ a ] [ i ] × f [ c ] [ i ] − ∑ k , 拓 扑 序 在 i 之 前 g [ k ] × f [ k ] [ i ] 2
这个方程就是用全集减去不合法的方案。其实也可以叫做容斥。
最后
ans=f[a][b]×f[c][d]−∑k=1ng[k]×f[k][b]×f[k][d] a n s = f [ a ] [ b ] × f [ c ] [ d ] − ∑ k = 1 n g [ k ] × f [ k ] [ b ] × f [ k ] [ d ]
容斥一下。
还有一个问题, f f 怎么求?
在这里我用了一个很暴力的方法。枚举路径的长度,然后更新并累加。极限复杂度是 O(n3m) O ( n 3 m ) 的,但是远远达不到这个上界。因此成功垫底QAQ。
#include<bits/stdc++.h>
#define int long long
using namespace std;
const int N=155,M=1000005;
int n,m,u,v,a,b,c,d,cnt,idx,ans,head[N],in[N],to[M],nxt[M],pos[N],g[N],f[N][N],h[N][N],w[N][N],tmp[N][N];
queue<int> q;
void adde(int u,int v){
to[++cnt]=v;
nxt[cnt]=head[u];
head[u]=cnt;
in[v]++;
}
signed main(){
scanf("%lld%lld",&n,&m);
for(int i=1;i<=m;i++){
scanf("%lld%lld",&u,&v);
w[u][v]++;
adde(u,v);
}
scanf("%lld%lld%lld%lld",&a,&b,&c,&d);
for(int i=1;i<=n;i++){
f[i][i]=h[i][i]=1;
if(!in[i]){
q.push(i);
}
}
while(!q.empty()){
int u=q.front(),v;
q.pop();
pos[++idx]=u;
for(int i=head[u];i;i=nxt[i]){
v=to[i];
in[v]--;
if(!in[v]){
q.push(v);
}
}
}
for(int len=1;;len++){
for(int i=1;i<=n;i++){
for(int j=i+1;j<=n;j++){
if(w[pos[i]][pos[j]]){
for(int k=j;k<=n;k++){
tmp[pos[i]][pos[k]]+=w[pos[i]][pos[j]]*h[pos[j]][pos[k]];
}
}
}
}
bool flag=false;
for(int i=1;i<=n;i++){
for(int j=1;j<=n;j++){
if(tmp[i][j]){
flag=true;
}
}
}
if(!flag){
break;
}
for(int i=1;i<=n;i++){
for(int j=1;j<=n;j++){
f[i][j]+=tmp[i][j];
h[i][j]=tmp[i][j];
tmp[i][j]=0;
}
}
}
for(int i=1;i<=n;i++){
int u=pos[i],v;
g[u]=f[a][u]*f[c][u];
for(int j=1;j<i;j++){
v=pos[j];
g[u]-=g[v]*f[v][i]*f[v][i];
}
}
ans=f[a][b]*f[c][d];
for(int i=1;i<=n;i++){
ans-=g[i]*f[i][b]*f[i][d];
}
printf("%lld\n",ans);
return 0;
}