ZOJ2314 Reactor Cooling（无源汇流量有上下界网络的可行流）

题目大概说一个核反应堆的冷却系统有n个结点，有m条单向的管子连接它们，管子内流量有上下界的要求，问能否使液体在整个系统中循环流动。

本质上就是求一个无源汇流量有上下界的容量网络的可行流，因为无源汇的容量网络上各个顶点都满足流量平衡条件，即所有点的∑流入流量=∑流出流量，可以看成里面的流是循环流动的，类似有向图欧拉回路。

而带上下界的网络可行流的求法，是根据网络流中一个流是可行流的充分必要条件——限制条件和平衡条件，去改造原网络，转化成不带下界的容量网络来求解的。数学模型那些证明之类的不难理解，见论文《一种简易的方法求解流量有上下界的网络中网络流问题》。

而改造的方式好像有两种挺流行的，我用的做法是：

• 设d[u]为顶点u出边下界和-入边下界和，新建源点、汇点
• 原网络的弧<u,v>容量设置成其上界-下界
• 对于每一个顶点u，如果d[u]<0则源点向其连容量-d[u]的边，否则其向汇点连容量d[u]的边
• 最后如果和源点相关的弧都满流则存在可行流，而各条边的流量+其在原网络的下界就是一个解

#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<queue>
#include<algorithm>
using namespace std;
#define INF (1<<30)
#define MAXN 222
#define MAXM 222*444

struct Edge{
    int v,cap,flow,next;
}edge[MAXM];
int vs,vt,NE,NV;
int head[MAXN];

void addEdge(int u,int v,int cap){
    edge[NE].v=v; edge[NE].cap=cap; edge[NE].flow=0;
    edge[NE].next=head[u]; head[u]=NE++;
    edge[NE].v=u; edge[NE].cap=0; edge[NE].flow=0;
    edge[NE].next=head[v]; head[v]=NE++;
}

int level[MAXN];
int gap[MAXN];
void bfs(){
    memset(level,-1,sizeof(level));
    memset(gap,0,sizeof(gap));
    level[vt]=0;
    gap[level[vt]]++;
    queue<int> que;
    que.push(vt);
    while(!que.empty()){
        int u=que.front(); que.pop();
        for(int i=head[u]; i!=-1; i=edge[i].next){
            int v=edge[i].v;
            if(level[v]!=-1) continue;
            level[v]=level[u]+1;
            gap[level[v]]++;
            que.push(v);
        }
    }
}

int pre[MAXN];
int cur[MAXN];
int ISAP(){
    bfs();
    memset(pre,-1,sizeof(pre));
    memcpy(cur,head,sizeof(head));
    int u=pre[vs]=vs,flow=0,aug=INF;
    gap[0]=NV;
    while(level[vs]<NV){
        bool flag=false;
        for(int &i=cur[u]; i!=-1; i=edge[i].next){
            int v=edge[i].v;
            if(edge[i].cap!=edge[i].flow && level[u]==level[v]+1){
                flag=true;
                pre[v]=u;
                u=v;
                //aug=(aug==-1?edge[i].cap:min(aug,edge[i].cap));
                aug=min(aug,edge[i].cap-edge[i].flow);
                if(v==vt){
                    flow+=aug;
                    for(u=pre[v]; v!=vs; v=u,u=pre[u]){
                        edge[cur[u]].flow+=aug;
                        edge[cur[u]^1].flow-=aug;
                    }
                    //aug=-1;
                    aug=INF;
                }
                break;
            }
        }
        if(flag) continue;
        int minlevel=NV;
        for(int i=head[u]; i!=-1; i=edge[i].next){
            int v=edge[i].v;
            if(edge[i].cap!=edge[i].flow && level[v]<minlevel){
                minlevel=level[v];
                cur[u]=i;
            }
        }
        if(--gap[level[u]]==0) break;
        level[u]=minlevel+1;
        gap[level[u]]++;
        u=pre[u];
    }
    return flow;
}
int low[MAXM],d[MAXN];
int main(){
    int t,n,m,a,b,c;
    scanf("%d",&t);
    while(t--){
        scanf("%d%d",&n,&m);
        memset(d,0,sizeof(d));
        vs=0; vt=n+1; NV=vt+1; NE=0;
        memset(head,-1,sizeof(head));
        for(int i=0; i<m; ++i){
            scanf("%d%d%d%d",&a,&b,low+i,&c);
            addEdge(a,b,c-low[i]);
            d[a]+=low[i];
            d[b]-=low[i];
        }
        int tot=0;
        for(int i=1; i<=n; ++i){
            if(d[i]<0) addEdge(vs,i,-d[i]);
            else addEdge(i,vt,d[i]),tot+=d[i];
        }
        if(ISAP()!=tot) puts("NO");
        else{
            puts("YES");
            for(int i=0; i<m; ++i){
                printf("%d
",edge[i<<1].flow+low[i]);
            }
        }
        putchar('
');
    }
    return 0;
}