atcoder#ABC251F. [ABC251F] Two Spanning Trees

[ABC251F] Two Spanning Trees

题目描述

N N 頂点 M M 辺の無向グラフ G G が与えられます。 G G 単純(自己ループおよび多重辺を持たない)かつ連結です。

i = 1, 2, , M i\ =\ 1,\ 2,\ \ldots,\ M について、i i 番目の辺は頂点 ui u_i と頂点 vi v_i を結ぶ無向辺 { ui, vi } \lbrace\ u_i,\ v_i\ \rbrace です。

下記の 2 2 つの条件をともに満たすような G G 2 2 つの全域木 T1,T2 T_1,T_2 1 1 組構成してください。( T1 T_1 T2 T_2 は異なる全域木である必要はありません。)

  • T1 T_1 は下記を満たす。

    T1 T_1 を頂点 1 1 を根とする根付き木とみなしたとき、G G の辺のうち T1 T_1 に含まれないすべての辺 { u, v } \lbrace\ u,\ v\ \rbrace について、u u v v T1 T_1 において祖先と子孫の関係にある。

  • T2 T_2 は下記を満たす。

    T2 T_2 を頂点 1 1 を根とする根付き木とみなしたとき、G G の辺のうち T2 T_2 に含まれない辺 { u, v } \lbrace\ u,\ v\ \rbrace であって、u u v v T2 T_2 において祖先と子孫の関係にあるようなものは存在しない。

ここで、「根付き木 T T において頂点 u u と頂点 v v が祖先と子孫の関係にある」とは、「 T T において u u v v の祖先である」と「 T T において v v u u の祖先である」のうちどちらかが成り立つことをいいます。

本問題の制約下において上記の条件を満たす T1 T_1 T2 T_2 は必ず存在することが示せます。

输入格式

入力は以下の形式で標準入力から与えられます。

N N M M u1 u_1 v1 v_1 u2 u_2 v2 v_2 \vdots uM u_M vM v_M

输出格式

T1 T_1 T2 T_2 を下記の形式にしたがって、2N2 2N-2 行にわたって出力してください。すなわち、

  • 1 1 行目から N1 N-1 行目には、T1 T_1 に含まれる N1 N-1 本の無向辺 $ \lbrace\ x_1,\ y_1\rbrace,\ \lbrace\ x_2,\ y_2\rbrace,\ \ldots,\ \lbrace\ x_{N-1},\ y_{N-1}\rbrace $ を、各行に 1 1 本ずつ出力してください。
  • N N 行目から 2N2 2N-2 行目には、T2 T_2 に含まれる N1 N-1 本の無向辺 $ \lbrace\ z_1,\ w_1\rbrace,\ \lbrace\ z_2,\ w_2\rbrace,\ \ldots,\ \lbrace\ z_{N-1},\ w_{N-1}\rbrace $ を、各行に 1 1 本ずつ出力してください。

各全域木を構成する辺をどのような順番で出力するかや、各辺の出力においてどちらの端点を先に出力するかは任意です。

x1 x_1 y1 y_1 x2 x_2 y2 y_2 \vdots xN1 x_{N-1} yN1 y_{N-1} z1 z_1 w1 w_1 z2 z_2 w2 w_2 \vdots zN1 z_{N-1} wN1 w_{N-1}

题目大意

给定无向连通简单图,求其两个以 1 1 为根的生成树 T1,T2 T_1, T_2 ,满足:

  • 对于 T1 T_1 ,其任意一条非树边连结的两个节点均存在祖先关系,即一个点为另一个点的祖先。
  • 对于 T2 T_2 ,其任意一条非树边连结的两个节点均不存在祖先关系。
6 8
5 1
4 3
1 4
3 5
1 2
2 6
1 6
4 2
1 4
4 3
5 3
4 2
6 2
1 5
5 3
1 4
2 1
1 6
4 3
3 1
1 2
1 4
1 2
1 3
1 4
1 4
1 3
1 2

提示

制約

  • 2  N  2 × 105 2\ \leq\ N\ \leq\ 2\ \times\ 10^5
  • $ N-1\ \leq\ M\ \leq\ \min\lbrace\ 2\ \times\ 10^5,\ N(N-1)/2\ \rbrace $
  • 1  ui, vi  N 1\ \leq\ u_i,\ v_i\ \leq\ N
  • 入力はすべて整数
  • 与えられるグラフは単純かつ連結

Sample Explanation 1

上記の出力例において、T1 T_1 5 5 本の辺 $ \lbrace\ 1,\ 4\ \rbrace,\ \lbrace\ 4,\ 3\ \rbrace,\ \lbrace\ 5,\ 3\ \rbrace,\ \lbrace\ 4,\ 2\ \rbrace,\ \lbrace\ 6,\ 2\ \rbrace $ を持つ G G の全域木です。この T1 T_1 は問題文中の条件を満たします。実際、G G の辺のうち T1 T_1 に含まれない各辺に関して、 - 辺 { 5, 1 } \lbrace\ 5,\ 1\ \rbrace について、頂点 1 1 は頂点 5 5 の祖先であり、 - 辺 { 1, 2 } \lbrace\ 1,\ 2\ \rbrace について、頂点 1 1 は頂点 2 2 の祖先であり、 - 辺 { 1, 6 } \lbrace\ 1,\ 6\ \rbrace について、頂点 1 1 は頂点 6 6 の祖先です。 また、T2 T_2 5 5 本の辺 $ \lbrace\ 1,\ 5\ \rbrace,\ \lbrace\ 5,\ 3\ \rbrace,\ \lbrace\ 1,\ 4\ \rbrace,\ \lbrace\ 2,\ 1\ \rbrace,\ \lbrace\ 1,\ 6\ \rbrace $ を持つ G G の全域木です。この T2 T_2 は問題文中の条件を満たします。実際、G G の辺のうち T2 T_2 に含まれない各辺に関して、 - 辺 { 4, 3 } \lbrace\ 4,\ 3\ \rbrace について、頂点 4 4 と頂点 3 3 は祖先と子孫の関係になく、 - 辺 { 2, 6 } \lbrace\ 2,\ 6\ \rbrace について、頂点 2 2 と頂点 6 6 は祖先と子孫の関係になく、 - 辺 { 4, 2 } \lbrace\ 4,\ 2\ \rbrace について、頂点 4 4 と頂点 2 2 は祖先と子孫の関係にありません。

Sample Explanation 2

3 3 本の辺 $ \lbrace\ 1,\ 2\rbrace,\ \lbrace\ 1,\ 3\ \rbrace,\ \lbrace\ 1,\ 4\ \rbrace $ を持つ木 T T G G の唯一の全域木です。 G G の辺のうちこの木 T T に含まれない辺は存在しないので、明らかに、T T T1 T_1 の条件と T2 T_2 の条件をともに満たします。