• 【费用流】BZOJ1061[NOI2008]-志愿者招募


    【题目大意】

    一个项目需要n天完成,其中第i天至少需要Ai个人。共有m类人可以招募,其中第i类可以从第Si天做到第Ti天,每人的招募费用为Ci元。求最小招募费用。

    【思路】

    byvoid神犇的建图详解,对理解网络流有很好的帮助,下面再引用一下,原po请戳:

    这道题正确的解法是构造网络,求网络最小费用最大流,但是模型隐藏得较深,不易想到。构造网络是该题的关键,以下面一个例子说明构图的方法和解释。

    例如一共需要4天,四天需要的人数依次是4,2,5,3。有5类志愿者,如下表所示:

    种类 1 2 3 4 5
    时间 1-2 1-1 2-3 3-3 3-4
    费用 3 4 3 5 6

    设雇佣第i类志愿者的人数为X[i],每个志愿者的费用为V[i],第j天雇佣的人数为P[j],则每天的雇佣人数应满足一个不等式,如上表所述,可以列出

    P[1] = X[1] + X[2] >= 4

    P[2] = X[1] + X[3] >= 2

    P[3] = X[3] + X[4] +X[5] >= 5

    P[4] = X[5] >= 3

    对于第i个不等式,添加辅助变量Y[i] (Y[i]>=0) ,可以使其变为等式

    P[1] = X[1] + X[2] - Y[1] = 4

    P[2] = X[1] + X[3] - Y[2] = 2

    P[3] = X[3] + X[4] +X[5] - Y[3] = 5

    P[4] = X[5] - Y[4] = 3

    在上述四个等式上下添加P[0]=0,P[5]=0,每次用下边的式子减去上边的式子,得出

    ① P[1] - P[0] = X[1] + X[2] - Y[1] = 4

    ② P[2] - P[1] = X[3] - X[2] -Y[2] +Y[1] = -2

    ③ P[3] - P[2] = X[4] + X[5] - X[1] - Y[3] + Y[2] =3

    ④ P[4] - P[3] = - X[3] - X[4] + Y[3] - Y[4] = -2

    ⑤ P[5] - P[4] = - X[5] + Y[4] = -3

    观察发现,每个变量都在两个式子中出现了,而且一次为正,一次为负。所有等式右边和为0。接下来,根据上面五个等式构图。

    • 每个等式为图中一个顶点,添加源点S和汇点T。
    • 如果一个等式右边为非负整数c,从源点S向该等式对应的顶点连接一条容量为c,权值为0的有向边;如果一个等式右边为负整数c,从该等式对应的顶点向汇点T连接一条容量为c,权值为0的有向边。
    • 如果一个变量X[i]在第j个等式中出现为X[i],在第k个等式中出现为-X[i],从顶点j向顶点k连接一条容量为∞,权值为V[i]的有向边。
    • 如果一个变量Y[i]在第j个等式中出现为Y[i],在第k个等式中出现为-Y[i],从顶点j向顶点k连接一条容量为∞,权值为0的有向边。

    构图以后,求从源点S到汇点T的最小费用最大流,费用值就是结果。

    根据上面的例子可以构造出如下网络,红色的边为每个变量X代表的边,蓝色的边为每个变量Y代表的边,边的容量和权值标已经标出(蓝色没有标记,因为都是容量∞,权值0)。

    noi_employee_1

    在这个图中求最小费用最大流,流量网络如下图,每个红色边的流量就是对应的变量X的值。

    noi_employee_2

    所以,答案为43+23+3*6=36。

    上面的方法很神奇得求出了结果,思考为什么这样构图。我们将最后的五个等式进一步变形,得出以下结果

    ① - X[1] - X[2] + Y[1] + 4 = 0

    ② - X[3] + X[2] + Y[2] - Y[1] - 2 = 0

    ③ - X[4] - X[5] + X[1] + Y[3] - Y[2] + 3 = 0

    ④ X[3] + X[4] - Y[3] + Y[4] - 2 = 0

    ⑤ X[5] - Y[4] - 3 = 0

    可以发现,每个等式左边都是几个变量和一个常数相加减,右边都为0,恰好就像网络流中除了源点和汇点的顶点都满足流量平衡。每个正的变量相当于流入该顶点的流量,负的变量相当于流出该顶点的流量,而正常数可以看作来自附加源点的流量,负的常数是流向附加汇点的流量。因此可以据此构造网络,求出从附加源到附加汇的网络最大流,即可满足所有等式。而我们还要求noi_employee_3最小,所以要在X变量相对应的边上加上权值,然后求最小费用最大流

      1 #include<iostream>
      2 #include<cstdio>
      3 #include<cstring>
      4 #include<algorithm>
      5 #include<vector> 
      6 #include<queue>
      7 #define S 0
      8 #define T n+2
      9 using namespace std;
     10 struct node
     11 {
     12     int to,pos,cap,val;    
     13 };
     14 const int MAXM=10000+50;
     15 const int MAXN=1000+50;
     16 const int INF=0x7fffffff;
     17 int n,m,a[MAXN],s[MAXM],t[MAXM],c[MAXM];
     18 int pre[MAXN],preedge[MAXN];
     19 vector<node> E[MAXN];
     20 
     21 void addedge(int u,int v,int ca,int va)
     22 {
     23     E[u].push_back((node){v,E[v].size(),ca,va});
     24     E[v].push_back((node){u,E[u].size()-1,0,-va});
     25 }
     26 
     27 int SPFA()
     28 {
     29     queue<int> que;
     30     int vis[MAXN],dis[MAXN];
     31     memset(vis,0,sizeof(vis));
     32     memset(pre,-1,sizeof(pre));
     33     for (int i=S;i<=T;i++) dis[i]=INF;
     34     que.push(0);
     35     vis[0]=1;
     36     dis[0]=0;
     37     while (!que.empty())
     38     {
     39         int head=que.front();que.pop();
     40         vis[head]=0;
     41         for (int i=0;i<E[head].size();i++)
     42         {
     43             node &tmp=E[head][i];
     44             if (tmp.cap>0 && dis[tmp.to]>dis[head]+tmp.val)
     45             {
     46                 dis[tmp.to]=dis[head]+tmp.val;
     47                 pre[tmp.to]=head;
     48                 preedge[tmp.to]=i;
     49                 if (!vis[tmp.to])
     50                 {
     51                     que.push(tmp.to);
     52                     vis[tmp.to]=0;
     53                 }
     54             }
     55         }
     56     }
     57     if (dis[T]==INF) return 0;else return 1;
     58 } 
     59 
     60 int mcf()
     61 {
     62     int flow=0;
     63     int ans=0;
     64     while (SPFA())
     65     {
     66         int f=INF;
     67         for (int i=T;pre[i]!=-1;i=pre[i])
     68         {
     69             node &tmp=E[pre[i]][preedge[i]];
     70             f=min(f,tmp.cap); 
     71         }
     72         for (int i=T;pre[i]!=-1;i=pre[i])
     73         {
     74             node &tmp=E[pre[i]][preedge[i]];
     75             tmp.cap-=f;
     76             E[tmp.to][tmp.pos].cap+=f;
     77             ans+=f*tmp.val;
     78         }
     79     }
     80     return ans;
     81 }
     82 
     83 void init()
     84 {
     85     scanf("%d%d",&n,&m);
     86     for (int i=1;i<=n;i++) scanf("%d",&a[i]);
     87     for (int i=1;i<=m;i++) scanf("%d%d%d",&s[i],&t[i],&c[i]);
     88 }
     89 
     90 void build()
     91 {
     92     a[0]=a[n+1]=0;
     93     for (int i=1;i<=n+1;i++)
     94     {
     95         int c=a[i]-a[i-1];
     96         if (c>0) addedge(S,i,c,0);
     97         if (c<0) addedge(i,T,-c,0);
     98     }
     99     for (int i=1;i<=m;i++)
    100         addedge(s[i],t[i]+1,INF,c[i]);
    101     for (int i=1;i<=n;i++) addedge(i+1,i,INF,0);
    102 }
    103 
    104 int main()
    105 {
    106     init();
    107     build();
    108     cout<<mcf()<<endl;
    109     return 0;
    110 }
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/iiyiyi/p/5616080.html
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