P3640 [APIO2013] 出题人

当今世界上各类程序设计竞赛层出不穷。而设计一场好比赛绝非易事，比如给题目设计测试数据就是一项挑战。一组好的测试数据需要对不同的程序有区分度：满足所有要求的程序自然应该得到满分，而那些貌似正确的程序则会在某些特殊数据上出错。 在本题中，你在比赛中的角色反转啦！作为一名久经百战的程序员，你将帮助 Happy Programmer Contest 的命题委员会设计这次比赛的测试数据。本次比赛命题委员会选择了两个图论问题，分为 $8$ 个子任务。委员会写了一些貌似可以解决这些子任务的代码。在给任务设计数据的时候，命题委员会期望其中的一些源程序能够得到满分，而另外的一些则只能得到 $0$ 分或者少许的部分分。现在你将会获得这些源程序（C, C++, Pascal 版本）。对于每个子任务，你需要去产生一组数据 $X$ 使得它能将该任务给定的 $2$ 种源程序 $A$ 和 $B$ 区分开来。更具体地说，生成的数据必须满足如下两个条件: 输入 $X$ 对于源程序 $A$ 一定不会出现超出时间限制（TLE）的问题。 输入 $X$ 一定会导致源程序 $B$ 产生超出时间限制的问题。 此外,命题委员喜欢较小规模的测试数据，希望测试数据最好能够包含不超过 $T$ 个整数。 本题中只关心源程序 $A$ 和 $B$ 是否超时，不关心是否结果正确。 命题委员会选择了单源最短路（SSSP）以及一个被称之为神秘问题（Mystery）的两个图论问题来作为比赛的题目。我们将命题委员会完成的伪代码列在了附录中，而具体的 C、C++ 和 Pascal 源程序被我们放在了下发的文件当中。 ### 子任务 参见下表。表中每一行描述了一个子任务。其中前六个子任务与单源最短路相关，子任务 7,8 与神秘问题相关。每个任务所占分数见下表。  对于每个子任务，你的程序给出的输入 $X$ 需要能够将源程序 $A$ 和 $B$ 区分开来，这有这样你才能够得到相应的分数。具体说来，你的分数将由输入 $X$ 中数的个数决定。假设 $X$ 中包含了 $F$ 个整数，子任务的满分为 $S,T$ 是该任务的目标大小，则该测试点的分数将由下式给出: $$S \times \min\{T / F, 1\}$$ 也就是说，如果你的测试数据 $X$ 中含有不超过 $T$ 个整数，则你将得到该任务的全部得分。 你需要把你的 $8$ 个测试数据命名为 `1.txt` ~ `8.txt`。对于每个子任务 $X$，评测系统将根据如下步骤来确定你将会得到多少分: - 如果未提交数据，则不得分； - 若数据不满足输入格式要求，则不得分； - 对源程序 $A$ 运行输入，若发生超时现象，则不得分； - 对源程序 $B$ 运行输入，若发生超时现象，则按照前文所述的公式给出该测试点的分数。 题目提供的所有源代码均会维护一个计数器来统计程序的操作次数。在源程序的运行过程中，当该计数器超过了 $10^6$ 次时，那么我们认为程序运行超时。 ### 问题 1：单源最短路（SSSP） 给定一个带权有向图 $G$，以及 $G$ 中的两个节点 $s$ 与 $t$，令 $p(s, t)$ 为 $G$ 中从 $s$ 至 $t$ 的最短路长度。如果 $s$ 与 $t$ 不连通，则认为 $p(s, t)=10^9$。在本题中，输入为图 $G$ 以及 $Q$ 个询问 $(s_1, t_1), (s_2, t_2), \dots, (s_Q, t_Q)$ 。输出则是对这 $Q$ 个询问的相应输出 $p(s_1, t_1), p(s_2 , t_2), \cdots, p(s_Q, t_Q)$。 ### 问题 2：神秘问题 给定一个包含 $V$ 个节点 $E$ 条边的无向图 $G$，要求将所有的节点进行编号（编号范围为 $[0, X-1]$），使得所有直接相连的节点均有不同的编号。找出符合题意的最小的 $X$。

无

无

**源代码见附件**。 ### 附录：伪代码 接下来是我们提供的所有程序的伪代码；变量 counter 近似描述出了程序的运行时间。评测时将会使用这些伪代码的 C++ 版本来进行评测。 FloydWarshall ```cpp // pre-condition: the graph is stored in an adjacency matrix M counter = 0 for k = 0 to V-1 for i = 0 to V-1 for j = 0 to V-1 increase counter by 1; M[i][j] = min(M[i][j], M[i][k] + M[k][j]); for each query p(s,t) output M[s][t]; ``` OptimizedBellmanFord ```cpp // pre-condition: the graph is stored in an adjacency list L counter = 0 for each query p(s,t); dist[s] = 0; // s is the source vertex loop V-1 times change = false; for each edge (u,v) in L increase counter by 1; if dist[u] + weight(u,v) < dist[v] dist[v] = dist[u] + weight(u,v); change = true; if change is false // this is the ’optimized’ Bellman Ford break from the outermost loop; output dist[t]; ``` ModifiedDijkstra ```cpp // pre-condition: the graph is stored in an adjacency list L counter = 0; for each query p(s,t) dist[s] = 0; pq.push(pair(0, s)); // pq is a priority queue while pq is not empty increase counter by 1; (d, u) = the top element of pq; remove the top element from pq; if (d == dist[u]) for each edge (u,v) in L if (dist[u] + weight(u,v) ) < dist[v] dist[v] = dist[u] + weight(u,v); insert pair (dist[v], v) into the pq; output dist[t]; ``` Gamble1 ```cpp Sets X = V; labels vertex i in [0..V-1] with i; Sets counter = 0; // will never get TLE ``` Gamble2 ```cpp Sets X = V; labels vertex i in [0..V-1] with i; Sets counter = 1000001; // force this to get TLE ``` RecursiveBacktracking ```cpp This algorithm tries X from 2 to V one by one and stops at the first valid X. For each X, the backtracking routine label vertex 0 with 0, then for each vertex u that has been assigned a label, the backtracking routine tries to assign the smallest possible label up to label X-1 to its neighbor v, and backtracks if necessary. // Please check RecursiveBacktracking.cpp/pas to see // the exact lines where the iteration counter is increased by 1 ``` 感谢zhouyonglong修改spj