No.1813 Magical Stones
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作問者 : MasKoaTS / テスター : ygussany nebocco
追記(2022/04/25)
yukicoderの数式表示がMathJaxからKaTeXへ移行したことに伴い、問題文・解説の更新を行いました。
何か不備等ありましたら、作問者の方までご一報いただけると幸いです。
問題文
魔法使いのコアさんは、$1,2,\dots,N$ の番号が付いた $N$ 個の魔石を研究しています。
魔石 $i$ $(1 \leq i \leq N)$ は大きさ $m_{i}$ の魔力を持っており、次の $M$ 個の条件(以下「前提」と呼ぶ)を満たします。
$m_{A_{j} } \geq m_{B_{j} }$ $(1 \leq j \leq M)$
ただし、$M=0$ の場合、前提は何も与えられません。
また、コアさんは次の操作(以下「鑑定」と呼ぶ)を $0$ 回以上好きな回数だけ行います。
$1 \leq x,y \leq N$ を満たす異なる整数の組 $(x,y)$ を $1$ つ選び、鑑定魔法を使う。
$m_{x} \geq m_{y}$ ならば「$m_{x} \geq m_{y}$ 」という情報、そうでなければ「$m_{x} < m_{y}$ 」という情報が得られる。
コアさんが鑑定を $n$ 回行い、そこで得た $n$ 個の情報と先の前提を照らし合わせたところ、
$m_{1} = m_{2} = \dots = m_{N}$ が 確実に 成り立つことが証明されました。
このとき、$n$ の値としてあり得るものの最小値を求めてください。
制約
$2 \leq N \leq 10^{5}$
$m_{i}$ $(1 \leq i \leq N)$ は実数
$\displaystyle 0 \leq M \leq \min ( 2 \times 10^{5}, N \times (N-1) )$
$1 \leq A_{j},B_{j} \leq N$ $(1 \leq j \leq M)$
$A_{j} \neq B_{j}$ $(1 \leq j \leq M)$
$(A_{i},B_{i}) \neq (A_{j},B_{j})$ $(1 \leq i < j \leq M)$
入力はすべて整数
入力
入力は次の形式で与えられます。
$N$ $M$ $A_{1}$ $B_{1}$ $A_{2}$ $B_{2}$ $\vdots$ $A_{M}$ $B_{M}$
$1$ 行目には $N$ と $M$ がこの順に空白区切りで与えられる
$(1+j)$ $(1 \leq j \leq M)$ 行目には $A_{j}$ と $B_{j}$ がこの順に空白区切りで与えられる
出力
答えを $1$ 行に出力し、最後に改行してください。
サンプル
サンプル1
入力
3 2 1 2 2 3
出力
1
前提のみを見た場合、$m_{1} > m_{2} > m_{3}$ であると考えても矛盾しません。
しかし、この後に $(x,y)=(3,1)$ として鑑定を行った場合、「$m_{3} \geq m_{1}$ 」という情報が得られ、
$m_{1} = m_{2} = m_{3}$ が確実に成り立つことが証明できます。
よって、答えは $1$ となります。
サンプル2
入力
4 0
出力
4
例えば、
$(x,y)=(1,2)$ として $1$ 回目の鑑定を行う
$(x,y)=(2,3)$ として $2$ 回目の鑑定を行う
$(x,y)=(3,4)$ として $3$ 回目の鑑定を行う
$(x,y)=(4,1)$ として $4$ 回目の鑑定を行う
とすれば、$m_{1} = m_{2} = m_{3} = m_{4}$ が確実に成り立つことが証明できます。
鑑定回数が $4$ 回未満の場合、$m_{1} = m_{2} = m_{3} = m_{4}$ であることは証明できません。
サンプル3
入力
4 6 1 2 2 1 1 3 3 4 4 3 4 2
出力
0
$m_{1} = m_{2} = m_{3} = m_{4}$ でなければ前提に矛盾するので、鑑定を行う必要はありません。
サンプル4
入力
100000 2 1 2 2 1
出力
99999
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