CS Academy No Prime Sum

問題概要

csacademy.com

個の相異なる数字が与えられる。2つの和が素数にならないように数字を取り除くときき、最小の数と取り除く数字を答えよ。

解く前に考えていたいこと

・2つの色に彩色したい気分になった。しかし、グラフは木ではない。
・グラフがたくさんできてつらい気持ちになった。

解答

・最小頂点被覆問題。二部グラフを作成し最大流を流すことで、最小点カバーの数がわかる。

・頂点を列挙するには、　において、
　　　 から到達不能な の点 から到達可能な
を調べれば良い。

・頂点を調べるにはdfsを書けば良い、(自分はdijkstraを書いた)。

・素数にならない頂点も含めてグラフを作成し、最大流を流すと簡単に結果が得られるが、そうでないと、その頂点が使われたか判別する必要が出て来る（これでバグった）。
→　https://csacademy.com/submission/1570217/

#include<bits/stdc++.h>
using ll = long long;
#define int ll
#define INF 1e9
#define EPS 0.0000000001
#define rep(i,n) for(int i=0;i<n;i++)
#define loop(i,s,n) for(int i=s;i<n;i++)
#define all(in) in.begin(), in.end()
#define MAX 100000
using namespace std;
typedef pair<int, int> pii;
typedef pair<int,pii> piii;
#define MP make_pair
struct Edge{int to,cap,rev;};
bool even(int a){return !(a%2);}
class Dinic{//max flow
public:
    int n;
    vector<vector<Edge> >G;//[MAX];
    vector<int> level,iter;//[MAX];
    Dinic(int size){
        n=size;
        G=vector<vector<Edge> >(n);
    }
    void add_Edge(int from, int to, int cap){
        Edge q={to,cap,int(G[to].size())};
        G[from].push_back(q);
        q={from,0,int(G[from].size()-1)};
        G[to].push_back(q);
    }
    void bfs(int s){
        level=vector<int>(n,-1);
        queue<int>q;
        level[s]=0;
        q.push(s);
        while(!q.empty()){
            int v=q.front();q.pop();
            for(int i=0;i<G[v].size();i++){
                Edge &e=G[v][i];
                if(e.cap>0&&level[e.to]<0){
                    level[e.to]=level[v]+1;
                    q.push(e.to);
                }
            }
        }
    }
    int dfs(int v,int t, int f) {
        if(v==t)return f;
        for(int &i=iter[v];i<G[v].size();i++){
            Edge &e=G[v][i];
            if(level[v]>=level[e.to]||e.cap<=0) continue;
            int d =dfs(e.to,t,min(f,e.cap));
            if(d>0){
                e.cap-=d;
                G[e.to][e.rev].cap+=d;
                return d;
            }
        }
        return 0;
    }
    int mf(int s,int t) {
        int flow=0;
        while(1){
            bfs(s);
            if(level[t]<0)return flow;
            iter=vector<int>(n);
            int f;
            while((f=dfs(s,t,INF))>0)flow+=f;
        }
    }
};
class Prime{
public:
    vector<bool>flag;
    vector<int>prime;
    Prime(int size ){
        flag = vector<bool>(size+1,true);
        for(int i = 2; i < size ;i++){
            if(flag[i]){
                for(int j = 2;i*j<size+1;j++)
                    flag[i*j] = false;
                prime.push_back(i);
            }
        }
    }
    bool IsPrime(int num) {return flag[num];}
    int IndexOf(int index ) {return (index >  prime.size()) ? INF:prime[index-1];}
};
template <typename T>
void show_with_brank(T a){
    int cnt = 0;
    for (auto itr : a){
        if(cnt++ != 0) cout << " ";
        cout << itr ;
    }
}
signed main(){
    int n; cin >> n;
    Dinic fl(n+2);
    Prime prime(1e5*2);
    int source = n,sink = n+1;
    vector<int>v(n);
    vector<bool>used(n,false);
    rep(i,n) cin >> v[i];
 rep(i,n)rep(j,n){
        if(even(v[i]) and prime.IsPrime(v[i]+v[j])){
            fl.add_Edge(i, j,1);
        }
        if(i == 0 and even(v[j])) fl.add_Edge(source,j,1);
        if(i == 0 and !even(v[j])) fl.add_Edge(j,sink, 1);
    }
    int res = fl.mf(source, sink);
    set<int>S;
    vector<vector<Edge>>edge = fl.G;
    vector<bool>visited(n+2,false);
    function<void(int)>dfs = [&] (int vertex){
        if(visited[vertex])return;
        visited[vertex] = true;
        rep(i,edge[vertex].size()){
            if(edge[vertex][i].cap)dfs(edge[vertex][i].to);
        }
    };
    dfs(source);
    rep(i,n)if((even(v[i]) and !visited[i]) or ((!even(v[i])) and visited[i]))S.insert(v[i]);
    cout  << res << endl;
    show_with_brank(S);
    cout << endl;
}