T3:树的遍历
特殊性质A (4分):\(u_i = i\),\(v_i = i+1\)
由一条链生成的图 \(G\) 也是一条链,因此 \(G\) 的 DFS 树(视为无根树)就是 \(G\) 本身,因此答案为 \(1\)
特殊性质B(12分):\(u_i = 1\),\(v_i = i+1\)
此时图 \(G\) 是一个团(任意两个点之间都有边),团的 DFS 树必然是一条链,而一条链能作为 DFS 树当且仅当链的至少一个端点为给定的 \(k\) 个点之一。容斥即可。答案为 \(\frac{(n-1)!}{2} - {}_{n-1-k}C_2 \cdot (n-3)!\)
特殊的 \(k\)(24分):\(k=1\)
考虑 \(G\) 的结构,设 \(T\) 中与点 \(u\) 相邻的所有边为 \(E_u\),则 \(E_u\) 在 \(G\) 中是一个团(\(E_u\) 中任意两个点之间都有边)。而 \(\displaystyle \bigcup_{u = 1}^n E_u\) 构成了 \(G\) 的边集。因此 \(G\) 实际上是由 \(n\) 个团构成树结构。
而我们又知道一个团在 DFS 树上对应对应一条链,所以 \(G\) 的 DFS 树对应 \(n\) 条链,\(E_u\) 对应的链有 \(\operatorname{deg}(u)\) 个点。计数,从图 \(G\) 中任意一条边出现,其所在的团 \(u\)(如果有多个,任取一个)对应的链有 \((\operatorname{deg}(u)-1)!\) 种可能。\(G\) 中团构成树结构,因此对于 \(u\) 下方的团(以 \(u\) 为根的树 \(u\) 的儿子对应的团),其链顶节点已经确定(实际上就是和 \(u\) 在同一个团的节点),所以它们对应的链的方案数为 \((\operatorname{deg} - 1)!\)。因此,此时方案数为 \(\displaystyle \prod_{i=1}^n (\operatorname{deg}(i)-1)!\)
特殊的 \(k\)(16分):\(k=2\)
考虑 \(G\) 中以 \(e_i\) 为根的生成树的特点:将 \(T\) 视为以 \(e_i\) 某个端点为根的有根树,则在团 \(E_u\) 中,连接 \(u\) 与 \(u\) 父节点的边必然作为 \(E_u\) 链的一端。
设 \(T\) 上 \(e_i\) 到 \(e_j\) 的路径上经过的点分别为 \(u_1, u_2, \cdots, u_m\),其中 \(e_i = (u_1, u_2)\),\(e_j = (u_{m-1}, u_m)\)。则从 \(e_i\) 开始的 DFS 树 \((u_1, u_2)\) 的 是 \(E_{u_2}\) 链的一端,\((u_2, u_3)\) 是 \(E_{u_3}\) 链的一端,\(\cdots\),\((u_{m-1}, u_m)\) 是 \(E_{u_m}\) 链的一端。从 \(e_j\) 开始的 \((u_{m-1}, u_m)\) 是 \(E_{m-1}\) 的一端,\(\cdots\),\((u_1, u_2)\) 是 \(E_{u_1}\) 的一端。因此,对于 \(E_{u_2}, E_{u_3}, \cdots, E_{u_{m-1}}\) 而言,它们链的端点都确定了。因此,从 \(e_i\) 和 \(e_j\) 开始 DFS 可以得到相同的 DFS 树(视为无根树)的方案数为
总方案 \(k \times \prod (deg(i)-1)!\) 减去即可.
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