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【Coel.学习笔记】2-SAT 问题

2022-07-18 21:00:20  阅读:143  来源: 互联网

标签:int Coel 笔记 ++ dfn maxn low SAT


终于结束网络流了,真有够累的……
接下来图论就还剩一点点了,加油~

SAT 问题相关概念

SAT 是 \(\mathcal{Satisfaction}\) 的英文缩写,意为“适应性”。对于若干个命题,每个命题都有且只有“真”和“假”两种取值。接下来会给出若干个条件,每个条件都形如“\(x_i\) 为真/假或 \(x_j\) 为真/假或……”的形式,需要找到一个命题取值,使得所有条件都可以得到满足。

如果一个条件关联了 \(k\) 个命题,就称为 K-SAT 问题。特殊地,每个条件只关联 \(2\) 个命题就叫 2-SAT 问题。

对于 \(k>2\) 的情况, SAT 问题是 \(\mathsf{NP}\) 完全的。但当 \(K=2\) 时,我们就可以以线性时间复杂度解决问题。

求解算法

在学习算法之前,我们先要了解一点数理逻辑的知识。


假设一个命题 \(a\) 是命题 \(b\) 的充分条件,即 \(a\to b\),那么就会有 \(a\) 为真时 \(b\) 一定为真,\(a\) 为假时 \(b\) 可能为假。对于式子 \(a\to b\),如果上面的情况正确就为真,反之为假。

为了更形象地了解这个“推导”的含义,下面给出了 \(a,b\) 不同的取值时 \(a\to b\) 的值。

\(a\) \(b\) $$a\to b$$
$$1$$ $$1$$ $$1$$
$$1$$ $$0$$ $$0$$
$$0$$ $$0$$ $$1$$
$$0$$ $$1$$ $$1$$

写 Markdown 的时候上面一坨的 $ 看着好吓人

从上表可以发现, \(a\to b \iff \neg a \lor b\),且 \(a\lor b \iff \neg a \to b \iff \neg b \to a\)。


我们可以把这个问题转化为图论问题。把所有命题放在一张有向图上,那么有向图的路径就代表了一个推导关系。接下来只要求解一个强连通分量就好了。

参考代码如下:

// Problem: 2-SAT 问题
// Contest: AcWing
// URL: https://www.acwing.com/problem/content/2404/
// Memory Limit: 512 MB
// Time Limit: 5000 ms
//
// Powered by CP Editor (https://cpeditor.org)

#include <algorithm>
#include <cstring>
#include <iostream>

using namespace std;

const int maxn = 4e6 + 10;

int n, m;
int head[maxn], nxt[maxn], to[maxn], cnt;
int dfn[maxn], low[maxn], stk[maxn], top;
int bel[maxn], vis[maxn], idx, tot;

void add(int u, int v) { nxt[cnt] = head[u], to[cnt] = v, head[u] = cnt++; }

void tarjan(int u) {
    dfn[u] = low[u] = ++tot;
    stk[++top] = u, vis[u] = true;
    for (int i = head[u]; ~i; i = nxt[i]) {
        int v = to[i];
        if (!dfn[v]) {
            tarjan(v);
            low[u] = min(low[u], low[v]);
        } else if (vis[v])
            low[u] = min(low[u], dfn[v]);
    }
    if (low[u] == dfn[u]) {
        int v;
        idx++;
        do {
            v = stk[top--];
            vis[v] = false;
            bel[v] = idx;
        } while (v != u);
    }
}

int main(void) {
    ios::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(nullptr);
    cin >> n >> m;
    memset(head, -1, sizeof(head));
    for (int i = 1; i <= m; i++) {
        int x, a, y, b;
        cin >> x >> a >> y >> b;
        x--, y--;
        add(2 * x + !a, 2 * y + b);
        add(2 * y + !b, 2 * x + a);
    }
    for (int i = 0; i < n * 2; i++)
        if (!dfn[i]) tarjan(i);
    for (int i = 0; i < n; i++)
        if (bel[i * 2] == bel[i * 2 + 1]) cout << "IMPOSSIBLE", exit(0);
    cout << "POSSIBLE" << '\n';
    for (int i = 0; i < n; i++)
        if (bel[i * 2] < bel[i * 2 + 1])
            cout << '0' << ' ';
        else
            cout << '1' << ' ';
    return 0;
}

标签:int,Coel,笔记,++,dfn,maxn,low,SAT
来源: https://www.cnblogs.com/Coel-Flannette/p/16487980.html

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