[洛谷P3243] 菜肴制作

问题描述

知名美食家小 A被邀请至ATM 大酒店，为其品评菜肴。 ATM 酒店为小 A 准备了 N 道菜肴，酒店按照为菜肴预估的质量从高到低给予1到N的顺序编号，预估质量最高的菜肴编号为1。

由于菜肴之间口味搭配的问题，某些菜肴必须在另一些菜肴之前制作，具体的，一共有 M 条形如”i 号菜肴'必须'先于 j 号菜肴制作“的限制，我们将这样的限制简写为<i,j>。

现在，酒店希望能求出一个最优的菜肴的制作顺序，使得小 A能尽量先吃到质量高的菜肴：

也就是说，

(1)在满足所有限制的前提下，1 号菜肴”尽量“优先制作；

(2)在满足所有限制，1号菜肴”尽量“优先制作的前提下，2号菜肴”尽量“优先制作；

(3)在满足所有限制，1号和2号菜肴”尽量“优先的前提下，3号菜肴”尽量“优先制作

；(4)在满足所有限制，1 号和 2 号和 3 号菜肴”尽量“优先的前提下，4 号菜肴”尽量“优先制作；

(5)以此类推。

例1：共4 道菜肴，两条限制<3,1>、<4,1>，那么制作顺序是 3,4,1,2。

例2：共5道菜肴，两条限制<5,2>、 <4,3>，那么制作顺序是 1,5,2,4,3。

例1里，首先考虑 1，因为有限制<3,1>和<4,1>，所以只有制作完 3 和 4 后才能制作 1，而根据(3)，3 号又应”尽量“比 4 号优先，所以当前可确定前三道菜的制作顺序是 3,4,1；接下来考虑2，确定最终的制作顺序是 3,4,1,2。

例 2里，首先制作 1是不违背限制的；接下来考虑 2 时有<5,2>的限制，所以接下来先制作 5 再制作 2；接下来考虑 3 时有<4,3>的限制，所以接下来先制作 4再制作 3，从而最终的顺序是 1,5,2,4,3。 现在你需要求出这个最优的菜肴制作顺序。无解输出”Impossible!“ （不含引号，首字母大写，其余字母小写）

输入格式

第一行是一个正整数D，表示数据组数。 接下来是D组数据。 对于每组数据： 第一行两个用空格分开的正整数N和M，分别表示菜肴数目和制作顺序限制的条目数。 接下来M行，每行两个正整数x,y，表示”x号菜肴必须先于y号菜肴制作“的限制。（注意：M条限制中可能存在完全相同的限制）

输出格式

输出文件仅包含 D 行，每行 N 个整数，表示最优的菜肴制作顺序，或者“Impossible!“表示无解（不含引号）。

样例输入

3
5 4
5 4
5 3
4 2
3 2
3 3
1 2
2 3
3 1
5 2
5 2
4 3

样例输出

1 5 3 4 2
Impossible!
1 5 2 4 3

说明

第二组数据同时要求菜肴1先于菜肴2制作，菜肴2先于菜肴3制作，菜肴3先于

菜肴1制作，而这是无论如何也不可能满足的，从而导致无解。

100%的数据满足N,M<=100000,D<=3。

解析

一个直观的想法是拓扑排序，为了满足要求会想到求字典序最小的拓扑序。但是，有可能会出现样例3那样，满足了字典序最小却没有做到小的尽可能要求。为了避免后效性，我们可以建反图再跑字典序最大的拓扑排序，就可以做到答案正确。

代码

#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <queue>
#include <cstring>
#define N 100002
using namespace std;
int head[N],ver[N],nxt[N],d[N],l;
int t,n,m,i,ans[N],cnt;
int read()
{
	char c=getchar();
	int w=0;
	while(c<'0'||c>'9') c=getchar();
	while(c<='9'&&c>='0'){
		w=w*10+c-'0';
		c=getchar();
	}
	return w;
}
void insert(int x,int y)
{
	l++;
	ver[l]=y;
	nxt[l]=head[x];
	head[x]=l;
	d[y]++;
}
void toposort()
{
	priority_queue<int> q;
	for(int i=1;i<=n;i++){
		if(d[i]==0) q.push(i);
	}
	while(!q.empty()){
		int x=q.top();
		q.pop();
		ans[++cnt]=x;
		for(int i=head[x];i;i=nxt[i]){
			int y=ver[i];
			d[y]--;
			if(d[y]==0) q.push(y);
		}
	}
}
int main()
{
	t=read();
	while(t--){
		cnt=l=0;
		memset(head,0,sizeof(head));
		memset(d,0,sizeof(d));
		n=read();m=read();
		for(i=1;i<=m;i++){
			int u=read(),v=read();
			insert(v,u);
		}
		toposort();
		if(cnt<n) printf("Impossible!\n");
		else{
			for(i=n;i>=1;i--) printf("%d ",ans[i]);
			puts("");
		}
	}
}