[HEOI2013] 钙铁锌硒维生素
Description
给定2N2N个行向量A1,…,AN,B1,…,BNA_1,\dots,A_N,B_1,\dots,B_N,需要设计一种替换方案,AiA_i被BjB_j替换(i∈[1,N],j∈[N+1,2N])(i\in[1,N],j\in[N+1,2N]),每个jj只能用一次。要求是,每一个AiA_i被对应的BjB_j替换后,Ak(1≤k≤N)A_k(1\le k\le N)间线性无关。并要求方案的字典序最小。
Announcement
本人线性相关知识有限,本文仅作定性分析。
Analysis
后面提到的A,B,CA,B,C将是N×NN\times N的矩阵,其中AA是NN个AiA_i,BB也同理。
SS集合
首先题目应该是要求了AA必须是线性无关,不然就输出不合法(题意交代不清)。
然后对于每个BjB_j,AA中只能有一个最小集合SS,满足SS线性无关,但加入BjB_j后SS将线性相关。
因为若有两个或以上的集合,不管是否有交集,AA将不会线性无关。
建图
我们将要求出对于每个BjB_j的相应集合SS,然后显然BjB_j能替换的只能是SS中的某个AiA_i。设C×A=BC\times A=B,则若CTi,j≠0C^T_{i,j}\neq 0,则BjB_j的SS中含AiA_i,道理是因为∑Ci,j×Aj,k=Bi,k\sum C_{i,j}\times A_{j,k}=B_{i,k},而Aj,k,Bi,kA_{j,k},B_{i,k}都是行向量。
至于怎么求CC呢,我们可以求出AA的逆矩阵A−1A^{-1},则有C=B×A−1C=B\times A^{-1}。
字典序最小
建好图后,要使得字典序最小,我们先跑一次完美匹配,然后枚举每个AiA_i,强制其选BjB_j,即把两个点在匹配中禁止走,然后看原来选BjB_j的点能否跑出增广路。
时间复杂度
求逆矩阵是N3N^3的,生成方案也是N3N^3的。
所以本题是O(N3)O(N^3)。
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