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Description
给出一个n个点的无向图,求所有子图的最小染色数
Input
第一行为一整数T表示用例组数,每组用例首先输入点数n,之后一个n*n的01矩阵表示该无向图的邻接矩阵(1<=T<=100,1<=n<=18)
Output
输出,f表示S的最小染色
Sample Input
2
4
0110
1010
1101
0010
4
0111
1010
1101
1010
Sample Output
1022423354
2538351020
Solution
用一个n位的二进制数表示一个点集的诱导子图,用O(n*2^n)可以得到所有最小独立集,用flag[i]表示i这个子图是否是独立集,若flag[i]=1说明i是独立集,那么其最小染色就是1,下面处理flag[i]=0的子图,对于S这个点集,若其不是一个独立集且有,说明至少存在一个S的子集A,使得A和B都是独立集(B=S\A),进而S的最小染色就是2;然后按以上步骤以此求3-染色子图,4-染色子图,……;对于点集S,若其不是1-染色,2-染色,……k-1-染色子图,且有
,那么说明至少存在一种方案使得S可以表示为k个无交独立集的并,且S不能表示为较少的无交独立集的并,故S的最小染色就是k。这样做n遍就可以得到所有染色的子图,所以问题变成如何求上面提到的卷积
,这里就要用到FWT(快速威尔式变换)了,具体过程就是首先对flag[i]做一遍高维前缀和,之后把flag[i]做k次方后再做一遍高位前缀差,若某个flag[i]不为0说明i这个点集的最小染色就是k,总时间复杂度就是O(n^2*2^n)
Code
#include<cstdio>
#include<iostream>
#include<cstring>
#include<algorithm>
using namespace std;
typedef long long ll;
#define mod 4294967296
#define maxn (1<<19)
ll f[maxn],sum[maxn];
int T,n,g[22],vis[maxn],flag[maxn];
char s[22];
void init()
{f[0]=1;for(int i=1;i<(1<<18);i++)f[i]=233ll*f[i-1]%mod;
}
bool check(int x)
{if(x==0)return 0;for(int i=0;i<n;i++)if(x&(1<<i))if(x&g[i])return 0;return 1;
}
int main()
{init();scanf("%d",&T);while(T--){memset(vis,0,sizeof(vis));scanf("%d",&n);for(int i=0;i<n;i++){g[i]=0;scanf("%s",s);for(int j=0;j<n;j++)g[i]+=(s[j]-'0')<<j;}int sta=1<<n;ll ans=0;for(int i=0;i<sta;i++){if(check(i))flag[i]=1,vis[i]=1,ans=(ans+f[i])%mod;else flag[i]=0;}for(int i=0;i<sta;i++)sum[i]=flag[i];for(int i=0;i<n;i++)for(int j=0;j<sta;j++)if(j&(1<<i))flag[j]+=flag[j^(1<<i)];for(int k=2;k<=n;k++){ for(int i=0;i<n;i++)for(int j=0;j<sta;j++)if(j&(1<<i))sum[j]+=sum[j^(1<<i)];for(int i=0;i<sta;i++)sum[i]*=flag[i];for(int i=0;i<n;i++)for(int j=0;j<sta;j++)if(j&(1<<i))sum[j]-=sum[j^(1<<i)];for(int i=0;i<sta;i++)if(sum[i]!=0&&!vis[i])vis[i]=1,ans=(ans+1ll*k*f[i]%mod)%mod;}printf("%I64d\n",ans%mod);}return 0;
}