[hdu 6184 Counting Stars(三元環計數)

hdu 6184 Counting Stars(三元環計數)

題意：

給一張n個點m條邊的無向圖，問有多少個\(A-structure\)
其中\(A-structure\)知足\(V=(A,B,C,D)\) && \(E=(AB,BC,CD,DA,AC)\)

顯然\(A-structure\)是由兩個有公共邊的三元環構成的
\(1 <=n <= 1e5\)
\(1 <= m <= min(2e5,n*(n-1)/2)\)

思路：

三元環計數
作法一、
①統計每一個點的度數
②入度\(<=sqrt(m)\)的分爲第一類，入度\(>sqrt(m)\)的分爲第二類
③對於第一類，暴力每一個點，而後暴力這個點的任意兩條邊，再判斷這兩條邊的另外一個端點是否鏈接
由於\(m\)條邊最多每條邊遍歷一次，而後暴力的點的入度\(<=sqrt(m)\)，因此複雜度約爲\(O(msqrt(m))\)
④對於第二類，直接暴力任意三個點，判斷這三個點是否構成環，由於這一類點的個數不會超過\(sqrt(m)\)個，因此複雜度約爲\(O(sqrt(m)^3)=O(msqrt(m))\)
⑤判斷兩個點是否鏈接能夠用set，map和Hash都行,根據具體狀況而行
這種作法建的是雙向邊，常數很大

更優的作法二、建有向邊 複雜度爲\(O(msqrt(m))\)
對全部邊按照兩端點的度數定向，度數小的往度數大的走，度數相同則按編號小到大走，這樣定向後
能夠保證是個有向無環圖。
爲何呢，要想定向存在環，則這個環上的點度數必須相同，因爲保證了編號從小到大走
因此是不可能存在環的。
這樣定向同時還保證了每一個點的出度不超過\(sqrt(m)\)，很容易證實，若是存在一個點出度超過了\(sqrt(m)\),則說明存在其餘\(sqrt(m)\)個點的度數\(>sqrt(m)\)，算起來超過邊數\(m\)了。

對於這道題，咱們在求三元環的時候，統計一下每條邊有多少對點能構成三元環，\(C(cnt,2)\)累計一下便可

作法一、

#include<bits/stdc++.h>
#define LL long long

using namespace std;
void read(int &x){
    x = 0;
    char c = getchar();
    while(c < '0' || c > '9')  c = getchar();
    while(c >= '0' && c <= '9') x = x * 10 + c - '0',c = getchar();
}
const int N = 1e5 + 10;
set<LL> g;
int deg[N];
vector<int> G[N];
int vis[N],vi[N];
int main(){

    int  n, m, u, v, Sz;
    while(scanf("%d%d",&n,&m) != EOF){
        Sz = sqrt(m + 0.5);
        g.clear();
        for(int i = 1;i <= n;i++){
            vis[i] = vi[i] = deg[i] = 0;
            G[i].clear();
        }
        for(int i = 0;i < m;i++){
            scanf("%d%d",&u,&v);
            g.insert(u + 1LL * v * n);
            g.insert(v + 1LL * u * n);
            deg[u]++,deg[v]++;
            G[u].push_back(v);
            G[v].push_back(u);
        }
        LL ans = 0;
        for(int u = 1;u <= n;u++){
            vis[u] = 1;
            for(auto v:G[u]) vi[v] = u;
            for(auto v:G[u]){
                int cnt = 0;
                if(vis[v]) continue;
                if(deg[v] <= Sz){
                    for(auto vv:G[v]){
                        if(vi[vv] == u) cnt++;
                    }
                }else{
                    for(auto vv:G[u]){
                        if(g.find(1LL * v * n + vv) != g.end()) cnt++;
                    }
                }
                ans += 1LL * cnt * (cnt - 1) / 2;
            }
        }
        printf("%lld\n",ans);
    }
    return 0;
}

作法2、

#include<bits/stdc++.h>
#define LL long long
#define P pair<int,int>
using namespace std;
void read(int &x){
    x = 0;
    char c = getchar();
    while(c < '0' || c > '9')  c = getchar();
    while(c >= '0' && c <= '9') x = x * 10 + c - '0',c = getchar();
}
const int N = 1e5 + 10;
set<LL> g;
int deg[N];
vector<pair<int,int> > G[N];
int vi[N];
int X[N * 2],Y[N * 2],cnt[N],pos[N];
int main(){
    int  n, m, u, v, Sz;
    while(scanf("%d%d",&n,&m) != EOF){
        Sz = sqrt(m);
        for(int i = 1;i <= n;i++){
            vi[i] = deg[i] = pos[i] = 0;
            G[i].clear();
        }
        g.clear();
        int tot = 0;
        for(int i = 0;i < m;i++){
            scanf("%d%d",&X[i],&Y[i]);
            u = X[i],v = Y[i];
            deg[u]++,deg[v]++;
        }
        for(int i = 0;i < m;i++){
            cnt[i] = 0;
            if(deg[X[i]] < deg[Y[i]]) G[X[i]].push_back(make_pair(Y[i],i));
            else if(deg[Y[i]] < deg[X[i]]) G[Y[i]].push_back(P(X[i],i));
            else{
                if(X[i] < Y[i]) G[X[i]].push_back(P(Y[i],i));
                else G[Y[i]].push_back(P(X[i],i));
            }
        }
        LL ans = 0;
        for(int i = 0;i < m;i++){
            u = X[i],v = Y[i];
            for(auto vp:G[u]) pos[vp.first] = vp.second,vi[vp.first] = i + 1;
            for(auto vp:G[v]){
                int vv = vp.first;
                if(vi[vv] == i + 1){
                    cnt[i]++;
                    cnt[pos[vv]]++;
                    cnt[vp.second]++;
                }
            }
        }
        for(int i = 0;i < m;i++) ans += 1LL * cnt[i] * (cnt[i] - 1) / 2;
        printf("%lld\n",ans);
    }
    return 0;
}