【二分图】【XSY2508】Fairy

\(Description\)

给定\(n\)个点,\(m\)条边的无向图(无自环),可以从图中删除一条边,问删除哪些边可以使图变成一个二分图。


\(Input\)

\(1\)行包含两个整数\(n,m\),分别表示点数和边数。

\(2~m+1\)行每行两个数\(x,y\),表示有一条边连接点\(x,y\)


\(Output\)

第一行两个整数,表示能删除的边的个数。

接下来一行按照从小到大的顺序输出能删除的边的编号。


\(Sample Input\)

4 4

1 2

1 3

2 4

3 4


\(Sample Output\)

4

1 2 3 4


\(Hint\)

\(10\%\)的数据,\(n,m<=10\)

\(40\%\)的数据,\(n,m<=1000\)

\(70\%\)的数据,\(n,m<=100000\)

\(100\%\)的数据,\(n,m<=2000000\)


思路

我们看到题目,发现跟判断是否为二分图有关

我们知道,可以通过判断是否存在奇环来判断是否为二分图,而这个判断可以通过\(col\)染色来维护,如果相邻两个节点颜色相同,就是奇环

我们需要删掉一条边使得新图是二分图,就要使所有奇环被破坏,即删除的这条边为所有奇环的共边

于是,我们设\(tot\)为奇环的总个数,设一个数组\(num[u]\),表示经过节点\(u\)的奇环个数,判断\(num[u]=tot\)

但是,我们来看看下面这种情况:

在这里插入图片描述

红色边表示奇环的边,蓝色的边表示偶环的边,绿色的边表示两个环的共边

我们可以发现,如果去掉绿的边,则两个环会形成一个新的环,但点数为\(7\),是个奇环!

我们可以得到结论,一个奇环和一个偶环共边,去掉共边,形成的新环是奇环!

于是,我们还要判断一下这个边是不是偶环上的边


代码:

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=2000010;
int n,m;
int to[N<<1];
int nxt[N<<1];
int head[N];
int id[N];
int cnt=0;
bool db[N];
int ans[N];
int anstot=0;
int col[N];
int tot=0;
int num[N];
int st[N];
int dfn[N];
bool vis[N];
bool used[N];
int topp=0,ind=0;
void add(int u,int v,int idx)
{
    to[++cnt]=v;
    nxt[cnt]=head[u];
    head[u]=cnt;
    id[cnt]=idx;
}
void dfs(int u,int fa)
{
    dfn[u]=++ind;
    for(int i=head[u];i;i=nxt[i])
    {
        int v=to[i];
        if(dfn[to[i]]>dfn[u]||v==fa)continue;
        if(col[v]!=-1)
        {
            if(col[v]==col[u])//是奇环
            {
                tot++;
                num[id[i]]++;
                for(int j=topp;j>0&&to[st[j]]!=v;j--)num[id[st[j]]]++;//奇环更新num
            }
            else 
            {
                for(int j=topp;j>0&&to[st[j]]!=v;j--)db[id[st[j]]]=1;//偶环打标记
            }
        }
        else
        {
            col[v]=col[u]^1;//染色
            st[++topp]=i;//加入stack
            dfs(v,u);
            st[topp--]=0;//弹出
        }       
    }
}
void work(int u)
{
    vis[u]=1;
    for(int i=head[u];i;i=nxt[i])
    {
        int v=to[i];
        if(!used[id[i]]&&((!db[id[i]]&&tot==num[id[i]])||!tot))//used表示是否被统计进答案中
        //不是偶环并且是所有奇环的共边或者没有奇环
        {
            ans[++anstot]=id[i];
            used[id[i]]=1;  
        }
        if(!vis[v])work(v);//防止重复访问
    }
}
int main()
{
    scanf("%d %d",&n,&m);
    int a,b;
    for(int i=1;i<=m;i++)
    {
        scanf("%d %d",&a,&b);
        add(a,b,i);add(b,a,i);
    }
    memset(col,-1,sizeof(col));
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        if(col[i]==-1)
        {
            tot=0;
            col[i]=0;
            dfs(i,-1);
            work(i);
        }
    }
    sort(ans+1,ans+anstot+1);
    printf("%d\n",anstot);
    for(int i=1;i<=anstot;i++)printf("%d ",ans[i]);
    return 0;
}

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