• 网络流 P2770 航空路线问题


    #include <cstdio>
    #include <cstdlib>
    #include <map>
    #include <queue>
    #include <algorithm>
    #include <string>
    #include <iostream>
    #include <cstring>
    #include <vector>
    #define inf 0x3f3f3f3f
    using namespace std;
    typedef long long ll;
    const int maxn = 1e5;
    struct edge
    {
        int u, v, c, f, cost;
        edge(int u, int v, int c, int f, int cost) :u(u), v(v), c(c), f(f), cost(cost) {}
    };
    vector<edge>e;
    vector<int>G[maxn];
    int a[maxn];//找增广路每个点的水流量
    int p[maxn];//每次找增广路反向记录路径
    int d[maxn];//SPFA算法的最短路
    int inq[maxn];//SPFA算法是否在队列中
    int s,t;
    void init(int n)
    {
        for (int i = 0; i <= n; i++)G[i].clear();
        e.clear();
    }
    void add(int u, int v, int c, int cost)
    {
        e.push_back(edge(u, v, c, 0, cost));
        e.push_back(edge(v, u, 0, 0, -cost));
        int m = e.size();
        G[u].push_back(m - 2);
        G[v].push_back(m - 1);
        // printf("%d %d %d %d %d
    ", m - 2, u, v, c, cost);
        // printf("%d %d %d %d %d
    ", m - 1, u, v, c, cost);
    }
    bool bellman(int s, int t, int& flow, long long & cost)
    {
        memset(d, 0xef, sizeof(d));
        memset(inq, 0, sizeof(inq));
        d[s] = 0; inq[s] = 1;//源点s的距离设为0,标记入队
        p[s] = 0; a[s] = inf;//源点流量为INF(和之前的最大流算法是一样的)
    
        queue<int>q;//Bellman算法和增广路算法同步进行,沿着最短路拓展增广路,得出的解一定是最小费用最大流
        q.push(s);
        while (!q.empty())
        {
            int u = q.front();
            q.pop();
            inq[u] = 0;//入队列标记删除
            for (int i = 0; i < G[u].size(); i++)
            {
                edge & now = e[G[u][i]];
                //printf("%d %d %d %d %d %d
    ", u, now.u, now.v, now.c, now.f, now.cost);
                int v = now.v;
                if (now.c > now.f && d[v] < d[u] + now.cost)
                    //now.c > now.f表示这条路还未流满(和最大流一样)
                    //d[v] > d[u] + e.cost Bellman 算法中边的松弛
                {
                    // printf("d[%d]=%d d[%d]=%d %d d[%d]=%d
    ", v,d[v],u, d[u], now.cost,v,d[u]+now.cost);
                    // printf("%d %d %d %d %d %d
    ", u, now.u, now.v, now.c, now.f, now.cost);
                    d[v] = d[u] + now.cost;//Bellman 算法边的松弛
                    p[v] = G[u][i];//反向记录边的编号
                    a[v] = min(a[u], now.c - now.f);//到达v点的水量取决于边剩余的容量和u点的水量
                    if (!inq[v]) { q.push(v); inq[v] = 1; }//Bellman 算法入队
                }
            }
        }
        if (d[t] < 0)return false;//找不到增广路
        flow += a[t];//最大流的值,此函数引用flow这个值,最后可以直接求出flow
        cost += (long long)d[t] * (long long)a[t];//距离乘上到达汇点的流量就是费用
        for (int u = t; u != s; u = e[p[u]].u)//逆向存边
        {
            e[p[u]].f += a[t];//正向边加上流量
            e[p[u] ^ 1].f -= a[t];//反向边减去流量 (和增广路算法一样)
            //printf("e[%d]=%d e[%d]=%d
    ", p[u], e[p[u]].f, p[u] ^ 1, e[p[u] ^ 1].f);
        }
        //cout << endl;
        return true;
    }
    int Maxflow(int s, int t, long long & cost)
    {
        cost = 0;
        int flow = 0;
        while (bellman(s, t, flow, cost));//由于Bellman函数用的是引用,所以只要一直调用就可以求出flow和cost
        return flow;//返回最大流,cost引用可以直接返回最小费用
    }
    map<string, int>mp;
    string r[maxn];
    
    void dfs1(int u,int n)
    {
        if (u > 0 && u <= n) cout << r[u] << endl;
        for(int i=0;i<G[u].size();i++)
        {
            //printf("e[%d]=%d
    ", G[u][i], e[G[u][i]].f);
            if(!inq[G[u][i]]&&e[G[u][i]].f>=1)
            {
                if (e[G[u][i]].v != 1 && e[G[u][i]].v != 1 + n) inq[G[u][i]] = 1;
                dfs1(e[G[u][i]].v, n);
                break;
            }
        }
    }
    void dfs2(int u,int n)
    {
        for(int i=0;i<G[u].size();i++)
        {
            //printf("e[%d]=%d
    ", G[u][i], e[G[u][i]].f);
            int v = G[u][i];
            if(!inq[v]&&e[v].f>=1)
            {
                dfs2(e[G[u][i]].v, n);
                break;
            }
        }
        if (u > 0 && u < n) cout << r[u] << endl;
    }
    
    int main()
    {
        int n, m;
        cin >> n >> m;
        s = 0, t = 2 * n + 1;
        for (int i = 1; i <= n; i++)
        {
            cin >> r[i];
            mp[r[i]] = i;
            add(i, i + n, 1, 1);
        }
        add(s, 1, 2, 1);
        add(n + n, t, 2, 1);
        add(1, n + 1, 1, 1);
        add(n, n + n, 1, 1);
        int check = 0;
        for (int i = 1; i <= m; i++)
        {
            string qw, qe;
            cin >> qw >> qe;
            int u = mp[qw], v = mp[qe];
            if (u > v) swap(u, v);
            if (u == 1 && v == n) check = 1;
            add(u + n, v, 1, 1);
        }
        ll cost = 0;
        int ans = Maxflow(s, t, cost);
        if (ans == 0||ans==1&&check==0)
        {
            printf("No Solution!
    ");
            return 0;
        }
        if(ans==1&&check==1)
        {
            printf("%d
    ", 2);
            cout << r[1] << endl;
            cout << r[n] << endl;
            cout << r[1] << endl;
            return 0;
        }
        memset(inq, 0, sizeof(inq));
        printf("%lld
    ", cost / 2 - 3);
        dfs1(s,n);
        dfs2(s,n);
        return 0;
    }

    题目描述

    给定一张航空图,图中顶点代表城市,边代表 2 城市间的直通航线。现要求找出一条满足下述限制条件的且途经城市最多的旅行路线。

    (1)从最西端城市出发,单向从西向东途经若干城市到达最东端城市,然后再单向从东向西飞回起点(可途经若干城市)。

    (2)除起点城市外,任何城市只能访问 1 次。

    对于给定的航空图,试设计一个算法找出一条满足要求的最佳航空旅行路线。

    输入输出格式

    输入格式:

    第 1 行有 2 个正整数 N 和 V,N 表示城市数,N<100,V 表示直飞航线数。

    接下来的 N 行中每一行是一个城市名,可乘飞机访问这些城市。城市名出现的顺序是从西向东。也就是说,设 i,j 是城市表列中城市出现的顺序,当 i>j 时,表示城市 i 在城市 j 的东边,而且不会有 2 个城市在同一条经线上。城市名是一个长度不超过15 的字符串,串中的字符可以是字母或阿拉伯数字。例如,AGR34 或 BEL4。

    再接下来的 V 行中,每行有 2 个城市名,中间用空格隔开,如 city1 city2 表示 city1到 city2 有一条直通航线,从 city2 到 city1 也有一条直通航线。

    输出格式:

    件第 1 行是旅行路线中所访问的城市总数 M。 接下来的 M+1 行是旅行路线的城市名,每行写 1 个城市名。首先是出发城市名,然后按访问顺序列出其它城市名。 注意,最后 1 行(终点城市)的城市名必然是出发城市名。如果问题无解,则输出“No Solution!”。

    输入输出样例

    输入样例#1: 复制
    8 9
    Vancouver
    Yellowknife
    Edmonton
    Calgary
    Winnipeg
    Toronto
    Montreal
    Halifax
    Vancouver Edmonton
    Vancouver Calgary
    Calgary Winnipeg
    Winnipeg Toronto
    Toronto Halifax
    Montreal Halifax
    Edmonton Montreal
    Edmonton Yellowknife
    Edmonton Calgary
    输出样例#1: 复制
    7
    Vancouver
    Edmonton
    Montreal
    Halifax
    Toronto
    Winnipeg
    Calgary
    Vancouver 

    说明

    感谢 @FlierKing 提供spj

    这个题目,写了蛮久,但是呢,又不是一个难题,所以还是挺郁闷的。

    这个就是一个费用流的思想,不过这个让你求最长的路径,就是相当于求最大费用,因为一个数字只能用一次,所以要拆分。

    为什么要拆分呢?原因很简单,因为给你的是一个点,所以就必须拆开,

    不然比如果 a->b->c 这个时候经过一次b了,

    没有拆开那么,d->b->h,这个时候又会经过一次b,而且和之前的并没有冲突。

    所以b会经过很多次,与题意矛盾,所以就必须进行拆分来限制b经过的次数。

    做这个题目建议自己把图画一下,然后画一下自己的建图方式,用一点点最短路的思想,然后就差不多可以写出来了,

    这个很多人把路径设置为-1,我其实有点不太明白为什么可以这样子做。

    这个建完图之后就是一个模板,然后就是两个dfs来输出路径,这个我觉得和前序中序后序遍历有点像。

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