
USACO 2021 February Contest, Platinum
Problem 2. Minimizing Edges
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Bessie 有一个连通无向图 G。G 有 N 个编号为 1…N 的结点,以及 M 条边(2≤N≤105,N−1≤M≤N2+N2)。G 有可能包含自环(一个结点连到自身的边),但不包含重边(连接同一对结点的多条边)。
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令 fG(a,b) 为一个布尔函数,对于每一个 1≤a≤N 和 0≤b,如果存在一条从结点 1 到结点 a 的路径恰好经过了 b 条边,则函数值为真,否则为假。如果一条边被经过了多次,则这条边会被计算相应的次数。
Elsie 想要复制 Bessie。具体地说,她想要构造一个无向图 G′,使得对于所有的 a 和 b,均有 fG′(a,b)=fG(a,b)。
Elsie 想要进行最少数量的工作,所以她想要构造最小可能的图。所以,你的工作是计算 G′ 的边数的最小可能值。
每个输入包含 T(1≤T≤5⋅104)组独立的测试用例。保证所有测试用例中的 N 之和不超过 105,且所有测试用例中的 M 之和不超过 2⋅105。
输入格式(从终端 / 标准输入读入):
输入的第一行包含 T,为测试用例的数量。每个测试用例的第一行包含两个整数 N 和 M。
每个测试用例的以下 M 行每行包含两个整数 x 和 y(1≤x≤y≤N),表示 G 中存在一条连接 x 与 y 的边。
为提高可读性,相邻的测试用例之间用一个空行隔开。
输出格式(输出至终端 / 标准输出):
对每个测试用例,输出一行,为 G′ 中的边数的最小可能值。输入样例:
2 5 5 1 2 2 3 2 5 1 4 4 5 5 5 1 2 2 3 3 4 4 5 1 5
输出样例:
4 5
在第一个测试用例中,Elsie 可以通过从 G 中移除 (2,5) 来构造得到 G′。或者,她也可以构造一张包含以下边的图,因为她并未被限制只能从 G 中移除边:
1 2 1 4 4 3 4 5
Elsie 显然不能得到比 N−1 更优的解,因为 G′ 一定也是连通的。
输入样例:
7 8 10 1 2 1 3 1 4 1 5 2 6 3 7 4 8 5 8 6 7 8 8 10 11 1 2 1 5 1 6 2 3 3 4 4 5 4 10 6 7 7 8 8 9 9 9 13 15 1 2 1 5 1 6 2 3 3 4 4 5 6 7 7 8 7 11 8 9 9 10 10 11 11 12 11 13 12 13 16 18 1 2 1 7 1 8 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 8 9 9 10 9 15 9 16 10 11 11 12 12 13 13 14 14 15 14 16 21 22 1 2 1 9 1 12 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 7 11 8 9 8 10 12 13 13 14 13 21 14 15 15 16 16 17 17 18 18 19 19 20 20 21 20 26 1 2 1 5 1 6 2 3 3 4 4 5 4 7 6 8 8 9 8 11 8 12 8 13 8 14 8 15 8 16 8 17 9 10 10 18 11 18 12 19 13 20 14 20 15 20 16 20 17 20 19 20 24 31 1 2 1 7 1 8 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 6 9 8 10 10 11 10 16 10 17 10 18 10 19 10 20 11 12 12 13 13 14 14 15 15 16 15 17 15 18 15 19 15 20 15 21 15 22 15 23 15 24 21 22 23 24
输出样例:
10 11 15 18 22 26 31
在以上这些测试用例中,Elsie 都不能做得比 Bessie 更优。
测试点性质:
- 测试点 3 的所有测试用例满足 N≤5。
- 测试点 4-5 的所有测试用例满足 M=N。
- 测试点 6-9 的所有测试用例中,如果并非对于所有的 b 均有 fG(x,b)=fG(y,b),则存在 b 使得 fG(x,b) 为真且 fG(y,b) 为假。
- 测试点 10-15 中的所有测试用例满足 N≤102。
- 测试点 16-20 中的测试用例没有额外限制。
供题:Benjamin Qi