1
  2
  3
  4
  5
  6
  7
  8
  9
 10
 11
 12
 13
 14
 15
 16
 17
 18
 19
 20
 21
 22
 23
 24
 25
 26
 27
 28
 29
 30
 31
 32
 33
 34
 35
 36
 37
 38
 39
 40
 41
 42
 43
 44
 45
 46
 47
 48
 49
 50
 51
 52
 53
 54
 55
 56
 57
 58
 59
 60
 61
 62
 63
 64
 65
 66
 67
 68
 69
 70
 71
 72
 73
 74
 75
 76
 77
 78
 79
 80
 81
 82
 83
 84
 85
 86
 87
 88
 89
 90
 91
 92
 93
 94
 95
 96
 97
 98
 99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
#include <cstdio>
#include <vector>
#include <queue>
#include <algorithm>
#include <set>
using namespace std;
#define MAXN 1000007
vector<int> adj[MAXN], rev[MAXN];
bool vis[MAXN], kand[MAXN];
int out_lvl[MAXN], in_lvl[MAXN];
int v,e,a,b;
vector<int> kandydaci;
int ile_razy[MAXN];
bool szukaj_cyklu(){ // O(n)
  queue<int> q;
  int x = -1;
  for(int i = 0; i < v; i++){
    if (in_lvl[i] == 0)
        q.push(i);
  }
  while(!q.empty()) {
      x = q.front();
      vis[x] = true;
      q.pop();
      for(int neigh: adj[x]){
          in_lvl[neigh]--;
          if (!in_lvl[neigh]){
              q.push(neigh);
          }
      }
      for(int neigh : rev[x]){
          out_lvl[neigh]--;
      }
  }
  //fprintf(stderr, "pierwsza runda zrobiona\n");
  for(int i = 0; i < v; i++){
      if (out_lvl[i] == 0 && in_lvl[i] > 0)
          q.push(i);
  }
  while(!q.empty()){
      x = q.front();
      //fprintf(stderr, "w druga strone z %d\n", x);
      vis[x] = true;
      q.pop();
      for(int neigh : rev[x]) {
          out_lvl[neigh]--;
          if (!out_lvl[neigh])
              q.push(neigh);
      }
      for(int neigh : adj[x])
          in_lvl[neigh]--;
  }
  for(int i = 0; i < v; i++)
      if (in_lvl[i] > 0 && out_lvl[i] > 0)
          kandydaci.push_back(i);
  //fprintf(stderr, "druga tez\n");
  return !kandydaci.empty();
}

int p[MAXN], ile_cykli;
const int szukaj = 5; // szukam 5 losowych cykli
vector<int> cykle[10]; // cykle sa odwrocone, ale chyba wszystko mi jedno
void dfs(int x){
    //fprintf(stderr, "dfs(%d)\n", x);
    vis[x] = true;
    random_shuffle(adj[x].begin(), adj[x].end()); // TODO: moze szybciej byloby stworzyc drugi graf, tylko z wierzcholkami, ktore sa na jakims cyklu i tam po prostu isc zawsze do przodu?
    for(int neigh : adj[x]){
        //fprintf(stderr, "neigh %d\n", neigh);
        //fprintf(stderr, "in %d out %d\n", in_lvl[neigh], out_lvl[neigh]);
        if ((!in_lvl[neigh]) || (!out_lvl[neigh])){
            //fprintf(stderr, "nie kandydat\n");
            continue;
        }
        if (!vis[neigh]){
            p[neigh] = x;
            return dfs(neigh);
        } else {
  //          fprintf(stderr, "znalazlem cykl\n");
            int y = x;
            cykle[ile_cykli].push_back(y);
            while(y != neigh){
  //              fprintf(stderr, "wrzucam %d\n", y);
                y = p[y];
                cykle[ile_cykli].push_back(y);
            }
            return;
        }
    }
}
void zrob_cykl(int start){
    //fprintf(stderr, "cykl z %d\n", start);
    for(int j = 0; j < kandydaci.size(); j++)
        vis[kandydaci[j]] = false; // moze daloby sie czyscic w trakcie?
    dfs(start);
    ile_cykli++;
}
vector<int> lepsi_kandydaci;
bool lepszy[MAXN];
void licz_lepszych(){
    for(int i = 0; i < ile_cykli; i++){
        for(int j = 0; j < cykle[i].size(); j++){
            ile_razy[cykle[i][j]]++;
  //          fprintf(stderr, "ilerazy[%d] = %d\n", cykle[i][j], ile_razy[cykle[i][j]]);
        }
    }
    for(int i = 0; i < kandydaci.size(); i++){
        if (ile_razy[kandydaci[i]] == ile_cykli){
     //       fprintf(stderr, "nowy lepszy kandydat %d\n", kandydaci[i]);
            lepsi_kandydaci.push_back(kandydaci[i]);
            lepszy[lepsi_kandydaci.back()] = true;
        }
        kand[kandydaci[i]] = true;
    }

    // naprawianie in_lvl
    for(int kan : kandydaci){
        in_lvl[kan] = 0;
    }
    for(int kan : kandydaci){
        //fprintf(stderr, "kand %d\n", kan);
        for(int neigh : adj[kan]){
            //fprintf(stderr, "neigh %d\n", neigh);
            if (!kand[neigh]){
                //fprintf(stderr,"nie kand\n");
                continue;
            }
            in_lvl[neigh]++;
        }
    }
}

bool testuj_kandydata(int x){
    int bylo = 0;
    int st = x;
    queue<int> q;
    q.push(x);
    //fprintf(stderr, "testuj %d\n", x);
    while(!q.empty()){
        x = q.front(); q.pop();
        //fprintf(stderr,"jestem w %d\n", x);
        bylo++;
        for(int neigh : adj[x]){
            //fprintf(stderr, "neigh : %d\n", neigh);
            if (!kand[neigh] || neigh == st)
                continue;
            in_lvl[neigh]--;
            //fprintf(stderr, "in lvl %d\n", in_lvl[neigh]);
            if (!in_lvl[neigh]){
                q.push(neigh);
            }
        }
    }
    q.push(st); 
    while(!q.empty()){ // reverting
        x = q.front(); q.pop();
        for(int neigh : adj[x]){
            if (!kand[neigh] || neigh == st)
                continue;
            in_lvl[neigh]++;
            if (in_lvl[neigh] == 1)
                q.push(neigh);
        }
    }
    if (bylo == kandydaci.size()){
        return true;
    }
    return false;
}
vector<int> res;
void licz_res(){
    random_shuffle(lepsi_kandydaci.begin(), lepsi_kandydaci.end());
    for(int i = 0; i < lepsi_kandydaci.size(); i++){
        if (testuj_kandydata(lepsi_kandydaci[i]))
            res.push_back(lepsi_kandydaci[i]);
    }
  sort(res.begin(), res.end());
}
int main() {
  scanf("%d%d",&v,&e);
  srand(v + 25);
  for(int i = 0; i < e; i++){
    scanf("%d%d",&a,&b); a--;b--;
    adj[a].push_back(b);
    rev[b].push_back(a);
    in_lvl[b]++; out_lvl[a]++;
  }
  if (!szukaj_cyklu()){
    printf("NIE\n"); return 0;
  }

  ile_cykli = 0;
  for(int i = 0; i < min(szukaj, int(kandydaci.size())); i++) { // todo: moze sprobowac wystartowac z roznych wierzcholkow :P
      zrob_cykl(kandydaci[rand()%kandydaci.size()]);
  }
  //fprintf(stderr, "\n");
  for(int i = 0; i < ile_cykli; i++){
//      for(int j : cykle[i])
          //fprintf(stderr, "%d -> ", j);
 //     fprintf(stderr,"\n");
  }
  licz_lepszych();
  for(int i : lepsi_kandydaci){
      //fprintf(stderr, "lepszy kandydat %d ", i);
      //fprintf(stderr, "in %d out %d\n", in_lvl[i], out_lvl[i]);
  }
  licz_res();
  printf("%d\n",res.size());
  for(int i = 0; i < res.size(); i++)
    printf("%d ", res[i] + 1);
  printf("\n");
}