hdu5740

考验代码能力的题目，感觉网络流一要求输出方案我就写的丑

http://www.cnblogs.com/duoxiao/p/5777632.html 官方题解写的很详细

因为如果一个点染色确定后，整个图的染色也就确定了；

对于两个点u和v, 令它们之间的最短路是dis(u,v), 那么交换它们两个颜色的最少步数是dis(u,v), 且存在一种交换序列不会破坏其它节点的颜色

这是两个突破口

我的一个WA的地方在于：构造方案时没有把路径上的颜色交换……

#include<bits/stdc++.h>
#define mp make_pair
#define pi pair<int,int>
using namespace std;
const int inf=1e9+7;
struct node{int po,next,flow,cost;} e[2000010];
pi a[100010];
vector<pi> tmp;
vector<int> g[510],s[2];
int f[510][510],from[510][510],q[1000010],pre[510],cur[510],d[510],p[510],mark[510],cl[510],rc[510];
bool v[510];
int n,m,len,t,ans,s1,s0;
void add(int x,int y,int f,int c)
{
     e[++len].po=y;
     e[len].flow=f;
     e[len].cost=c;
     e[len].next=p[x];
     p[x]=len;
}

void build(int x,int y, int f, int c)
{
     add(x,y,f,c);
     add(y,x,0,-c);
}

bool spfa()
{
     int f=1,r=1;
     for (int i=1; i<=t; i++) d[i]=inf;
     memset(v,0,sizeof(v));
     d[0]=0; q[1]=0;
     while (f<=r)
     {
           int x=q[f++];
           v[x]=0;
           for (int i=p[x]; i!=-1; i=e[i].next)
           {
               int y=e[i].po;
               if (e[i].flow&&d[x]+e[i].cost<d[y])
               {
                  d[y]=d[x]+e[i].cost;
                  pre[y]=x; cur[y]=i;
                  if (!v[y])
                  {
                     q[++r]=y;
                     v[y]=1;
                  }
               }
           }
     }
     return d[t]<inf;
}

int mincost()
{
    int s=0;
    while (spfa())
    {
          s+=d[t];
          for (int i=t; i; i=pre[i])
          {
              int j=cur[i];
              e[j].flow--;
              e[j^1].flow++;
          }
    }
    return s;
}

void bfs(int st)
{
    memset(v,0,sizeof(v));
    for (int i=1; i<=n; i++) f[st][i]=inf;
    int h=1,r=1; q[1]=st; v[st]=0; f[st][st]=0;
    while (h<=r)
    {
        int x=q[h++];
        for (int i=0; i<g[x].size(); i++)
        {
            int y=g[x][i];
            if (!v[y])
            {
                f[st][y]=f[st][x]+1;
                from[st][y]=x;
                v[y]=1;
                q[++r]=y;
            }
        }
    }
}

bool get(int x,int w)
{
    mark[x]=w; s[w].push_back(x);
    if (rc[x]==1) s1++; else s0++;
    for (int i=0; i<g[x].size(); i++)
    {
        int y=g[x][i];
        if (mark[y]==-1) get(y,w^1);
        else if (mark[y]==mark[x]) return 0;
    }
    return 1;
}

void path(int st,int en,int w)
{
    int x=en,r=1; q[1]=en;
    while (x!=st)
    {
        x=from[st][x];
        q[++r]=x;
        if (cl[x]^cl[q[1]])
        {
            for (int i=r; i>1; i--)
            {
                tmp.push_back(mp(q[i],q[i-1]));
                swap(cl[q[i]],cl[q[i-1]]);
            }
            r=1; q[1]=x;
        }
    }
}

void way(int w)
{
    for (int i=1; i<=n; i++) cl[i]=rc[i];
    for (int i=0; i<=len; i+=2)
    {
        int y=e[i].po,x=e[i^1].po;
        if (x&&y<t&&e[i].flow==0) path(x,y,w);
    }
}

void graph(int w)
{
    len=-1; memset(p,255,sizeof(p));
    for (int i=0; i<s[0].size(); i++)
    {
        int x=s[0][i];
        if (rc[x]^w) build(0,x,1,0);
    }
    for (int i=0; i<s[1].size(); i++)
    {
        int x=s[1][i];
        if (rc[x]^w) continue;
        build(x,t,1,0);
        for (int j=0; j<s[0].size(); j++)
        {
            int y=s[0][j];
            if (rc[y]^w) build(y,x,1,f[y][x]);
        }
    }
}

bool check(int x)
{
    s1=s0=0;
    s[0].clear(); s[1].clear();
    if (!get(x,0)) return 0;
    if (s1+s0==1) return 1;
    if (s0!=s[0].size()&&s0!=s[1].size()) return 0;
    int ans1=inf,ans2=inf;
    if (s0==s[0].size())
    {
        graph(0); ans1=mincost();
        tmp.clear(); way(0);
    }
    if (s1==s[0].size())
    {
        graph(1);
        ans2=mincost();
    }
    if (ans1==inf&&ans2==inf) return 0;
    if (ans2<ans1)
    {
        tmp.clear(); way(1);
        for (int i=0; i<tmp.size(); i++)
            a[++ans]=tmp[i];
    }
    else {
        for (int i=0; i<tmp.size(); i++)
            a[++ans]=tmp[i];
    }
    return 1;
}

int main()
{
    int cas;
    scanf("%d",&cas);
    while (cas--)
    {
        scanf("%d%d\n",&n,&m);
        for (int i=1; i<=n; i++) g[i].clear();
        for (int i=1; i<=n; i++)
        {
            char ch=getchar();
            rc[i]=ch-'0';
        }
        for (int i=1; i<=m; i++)
        {
            int x,y;
            scanf("%d%d",&x,&y);
            g[x].push_back(y);
            g[y].push_back(x);
        }
        for (int i=1; i<=n; i++) bfs(i);
        memset(mark,255,sizeof(mark));
        bool ff=1; ans=0; t=n+1;
        for (int i=1; i<=n; i++)
            if (mark[i]==-1)
            {
                ff&=check(i);
                if (!ff) break;
            }

        if (!ff) puts("-1");
        else {
            printf("%d\n",ans);
            for (int i=1; i<=ans; i++)
                printf("%d %d\n",a[i].first,a[i].second);
        }
    }
}