CF1070L Odd Federalization 高斯消元

Posted 2021-02-10 itst

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(r = 1)直接判断所有点度数是否为偶数

考虑(r = 2)的情况。设(x_i=0/1)表示(i)点所在的集合，那么若(2 mid du_u)，则(igopluslimits_{(u,v) in e} x_v = 0)，否则(igopluslimits_{(u,v) in e} x_v = x_u igoplus 1)，即(x_u xor igopluslimits_{(u,v) in e} x_v = 1)。

可以发现上面是一个异或方程组，高斯消元解出来即可。

但是(r)有可能(> 2)吗？事实上(r)只会等于(1)或者(2)。

可以发现如果(r>2)，意味着上面的异或方程组无解。无解则存在某些异或方程能够异或得到(0=1)。右式为(1)意味着有奇数个入度为奇数的点，而左式为(0)意味着所有点在这些异或方程中都出现了偶数次，而度数为奇数的点会在自己的方程中出现一次，所以在这个导出子图中，度数为奇数的点连接了奇数个点，度数为偶数的点连接了偶数个点，这意味着这个导出子图的度数和为奇数。但对于一个无向图度数无论如何都是偶数，所以不存在无解情况，所以(r leq 2)。

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;

inline int read(){
    int a = 0;
    char c = getchar();
    bool f = 0;
    while(!isdigit(c)){
        if(c == '-')
            f = 1;
        c = getchar();
    }
    while(isdigit(c)){
        a = (a << 3) + (a << 1) + (c ^ '0');
        c = getchar();
    }
    return f ? -a : a;
}

const int MAXN = 2010;
bitset < MAXN > gauss[MAXN];
int N , M , ans[MAXN];

int main(){
    for(int T = read() ; T ; --T){
        N = read();
        M = read();
        for(int i = 1 ; i <= N ; ++i){
            gauss[i].reset();
            gauss[i].set(i);
        }
        for(int i = 1 ; i <= M ; ++i){
            int a = read() , b = read();
            gauss[a][N + 1] = ~gauss[a][N + 1];
            gauss[b][N + 1] = ~gauss[b][N + 1];
            gauss[a][b] = gauss[b][a] = 1;
        }
        bool f = 1;
        for(int i = 1 ; f && i <= N ; ++i)
            f = !gauss[i][N + 1];
        if(f){
            puts("1");
            for(int i = 1 ; i <= N ; ++i)
                printf("1 ");
        }
        else{
            for(int i = 1 ; i <= N ; ++i)
                if(!gauss[i][N + 1])
                    gauss[i][i] = 0;
            int now = 1;
            for(int i = 1 ; i <= N ; ++i){
                int j = now;
                while(j <= N && !gauss[j][i])
                    ++j;
                if(j > N){
                    ans[i] = 0;
                    for(int k = 1 ; k < now ; ++k)
                        gauss[k][i] = 0;
                    continue;
                }
                if(j != now)
                    swap(gauss[j] , gauss[now]);
                while(++j <= N)
                    if(gauss[j][i])
                        gauss[j] ^= gauss[now];
                ++now;
            }
            for(int j = now - 1 ; j ; --j){
                int p = 0;
                for(int k = 1 ; !p && k <= N ; ++k)
                    if(gauss[j][k])
                        p = k;
                ans[p] = gauss[j][N + 1];
                for(int k = j - 1 ; k ; --k)
                    if(gauss[k][p])
                        gauss[k] ^= gauss[j];
            }
            puts("2");
            for(int i = 1 ; i <= N ; ++i)
                printf("%d " , ans[i] + 1);
        }
        putchar('
');
    }
    return 0;
}