hdu4635（最多加多少边，使得有向图不是强连通图）

连边的最后肯定是两个集合x,y
x集合的每个元素，到y集合中的每个元素都是单向的边
x集合，和y集合都是完全图
设a为x集合的点的个数， b为y集合的
那么答案就是 a * b + a*(a-1) + b*(b-1) - m
n*n-a*b-n-m , 所以a*b尽量小， 即a和b的差值尽量大

缩点之后的点入度为0，或者出度为0才能成为x集合，y集合

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#pragma comment(linker, "/STACK:1024000000,1024000000")
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#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <vector>
#include <stack>
#include <queue>
#include <math.h>
#include <algorithm>
#include <map>
#include <set>
#include <functional>
using namespace std;
typedef __int64 LL;
const int N = 100000 + 10;
int dfn[N], low[N], sccno[N], cnt, dfs_clock, sum[N], in[N], out[N];
vector<int> g[N];
stack<int> st;
/*


*/
void init(int n)
{
    cnt = dfs_clock = 0;
    for (int i = 0;i <= n;++i)
    {
        
        in[i] = out[i] = dfn[i] = low[i] = sccno[i] = sum[i] = 0;
        g[i].clear();
    }
}
void tarjan(int u, int fa)
{
    dfn[u] = low[u] = ++dfs_clock;
    st.push(u);
    for (int i = 0; i<g[u].size(); ++i)
    {
        int v = g[u][i];
        if (dfn[v] == 0)
        {
            tarjan(v, u);
            low[u] = min(low[u], low[v]);
        }
        else if (sccno[v] == 0)//因为有向图存在横插边，不能用横插边来更新low[u]
        {
            low[u] = min(low[u], low[v]);
        }
    }
    //同样，因为强连通分量可以分布在根结点的两个分支上，所以在递归返回的时候调用
    if (low[u] == dfn[u])
    {
        cnt++;
        for (;;)
        {
            int x = st.top();
            st.pop();
            sccno[x] = cnt;
            sum[cnt]++;
            if (x == u)
                break;
        }
    }
}

int main()
{
    int t, n, m;
    int u, v;
    scanf("%d", &t);
    for (int k = 1;k <= t;++k)
    {
        scanf("%d%d", &n, &m);
        init(n);
        for (int i = 1;i <= m;++i)
        {
            scanf("%d%d", &u, &v);
            g[u].push_back(v);
            
        }
        for (int i = 1;i <= n;++i)
            if (dfn[i] == 0)
                tarjan(i, -1);
        for (int u = 1;u <= n;++u)
        {
            for (int i = 0;i < g[u].size(); ++i)
            {
                int v = g[u][i];
                if (sccno[u] != sccno[v])
                {
                    in[sccno[v]]++;
                    out[sccno[u]]++;
                }
            }
        }
        if (cnt == 1)
        {
            printf("Case %d: -1\n", k);
            continue;
        }
        LL ans = 0;
        for (int i = 1;i <= cnt;++i)
        {
            if (!in[i] || !out[i])//出度为0或者入度为0的连通分量才能成为一个集合，剩余的成为另一个集合
            {
                LL a = sum[i];
                LL b = n - a;
                ans = max(ans, n*n - a*b - n - m);
            }
        }
        printf("Case %d: %I64d\n", k, ans);
    }
    return 0;
}