• CSU 1948: 超级管理员(普通费用流&&zkw费用流)


    Description

    长者对小明施加了膜法,使得小明每天起床就像马丁的早晨一样。 今天小明早上醒来发现自己成了一位仓管员。仓库可以被描述为一个n × m的网格,在每个网格上有几个箱子(可能没有)。为了防止倾倒,每个网格上,箱子不应该堆放超过h个。为了满足要求,小明需要搬一些箱子,每一次,他可以把箱子从一个网格到相邻的网格(如果两个网格共享一条边)。 请计算为了满足要求,小明至少需要搬多少次。

    Input

    第一行一个整数T,表示有T组测试数据。 接下来每组数据,第一行有3个整数n, m, h(1 ≤ n, m, h ≤ 50), 分别表示仓库的大小为n × m,h意义见描述。 接下来n行,每行包含m个整数Aij(0 ≤ Aij ≤ 50), 表示位置(i, j)上最初的箱子个数。 数据保证Aij ≤ n × m × h

    Output

    输出小明至少需要搬多少次。

    Sample Input

    1
    2 3 5
    1 2 9
    6 5 4
    

    Sample Output

    5
    

    题解:
    建立超级源点S,S对每个方格连费用为0,容量为方格箱子个数的边。
    每个方格对其四周的所有方格连容量为正无穷,费用为1的边。
    然后建立超级汇点T,限制每个方格都只能堆放h个盒子,所有方格对T连费用为0,容量为h的边.
    #include <iostream>
    #include <algorithm>
    #include <stdio.h>
    #include <string.h>
    #include <queue>
    using namespace std;
    
    int mp[100][100];
    int dir[][2] = {{1,0},{0,1},{-1,0},{0,-1}};
    const int INF = 999999999;
    const int N = 3000;
    const int M = 6000000;
    struct Edge{
        int u,v,cap,cost,next;
    }edge[M];
    int head[N],tot,low[N],pre[N];
    int total;
    bool vis[N];
    void addEdge(int u,int v,int cap,int cost,int &k){
        edge[k].u=u,edge[k].v=v,edge[k].cap = cap,edge[k].cost = cost,edge[k].next = head[u],head[u] = k++;
        edge[k].u=v,edge[k].v=u,edge[k].cap = 0,edge[k].cost = -cost,edge[k].next = head[v],head[v] = k++;
    }
    void init(){
        memset(head,-1,sizeof(head));
        tot = 0;
    }
    bool spfa(int s,int t,int n){
        memset(vis,false,sizeof(vis));
        for(int i=0;i<=n;i++){
            low[i] = (i==s)?0:INF;
            pre[i] = -1;
        }
        queue<int> q;
        q.push(s);
        while(!q.empty()){
            int u = q.front();
            q.pop();
            vis[u] = false;
            for(int k=head[u];k!=-1;k=edge[k].next){
                int v = edge[k].v;
                if(edge[k].cap>0&&low[v]>low[u]+edge[k].cost){
                    low[v] = low[u] + edge[k].cost;
                    pre[v] = k; ///v为终点对应的边
                    if(!vis[v]){
                        vis[v] = true;
                        q.push(v);
                    }
                }
            }
        }
        if(pre[t]==-1) return false;
        return true;
    }
    int MCMF(int s,int t,int n){
        int mincost = 0,minflow,flow=0;
         while(spfa(s,t,n))
        {
            minflow=INF+1;
            for(int i=pre[t];i!=-1;i=pre[edge[i].u])
                minflow=min(minflow,edge[i].cap);
            flow+=minflow;
            for(int i=pre[t];i!=-1;i=pre[edge[i].u])
            {
                edge[i].cap-=minflow;
                edge[i^1].cap+=minflow;
            }
            mincost+=low[t]*minflow;
        }
        total=flow;
        return mincost;
    }
    int main()
    {
        int n,m,h,tcase;
        scanf("%d",&tcase);
        while(tcase--){
            scanf("%d%d%d",&n,&m,&h);
            init();
            memset(mp,0,sizeof(mp));
            for(int i=1;i<=n;i++){
                for(int j=1;j<=m;j++){
                    scanf("%d",&mp[i][j]);
                }
            }
            int s = 0,t = n*m+5;
            for(int i=1;i<=n;i++){
                for(int j=1;j<=m;j++){
                    if(mp[i][j]!=0) addEdge(s,(i-1)*n+j,mp[i][j],0,tot);
                    addEdge((i-1)*n+j,t,h,0,tot);
                    for(int k=0;k<4;k++){
                        int nexti = i+dir[k][0];
                        int nextj = j+dir[k][1];
                        if(nexti>=1&&nexti<=n&&nextj>=1&&nextj<=m){
                           //printf("%d %d %d
    ",nexti,nextj,(nexti-1)*n+nextj);
                            addEdge((i-1)*n+j,(nexti-1)*n+nextj,INF,1,tot);
                        }
                    }
                }
            }
            int mincost = MCMF(s,t,n*m+5);
            cout<<mincost<<endl;
        }
        return 0;
    }

     尝试了一下传说中的zkw费用流(劲啊!)

    #include<iostream>
    #include<cstdio>
    #include<cstdlib>
    #include<cstring>
    #include<algorithm>
    #define inf 0x7fffffff
    #define N 2805
    #define ll long long
    using namespace std;
    
    int n,m,s,t,ans,vis[N],a[100][100],last[N],cnt;
    ll dis[N];
    struct edge{int from,to,c,w,op,next;}e[4000000];
    
    int dfs(int x,int maxf)
    {
        if (x==t||maxf==0) return maxf;
        int ret=0;
        vis[x]=1;
        for (int i=last[x];i;i=e[i].next)
            if (e[i].c&&dis[e[i].to]+e[i].w==dis[x]&&!vis[e[i].to])
            {
                int f=dfs(e[i].to,min(e[i].c,maxf-ret));
                ans+=f*e[i].w;
                e[i].c-=f;
                e[e[i].op].c+=f;
                ret+=f;
                if (ret==maxf) break;
            }
        return ret;
    }
    
    bool change()
    {
        ll mn=inf;
        for (int i=s;i<=t;i++)
            if (vis[i])
                for (int j=last[i];j;j=e[j].next)
                    if (!vis[e[j].to]&&e[j].c) mn=min(mn,-dis[i]+e[j].w+dis[e[j].to]);
        if (mn==inf) return 0;
        for (int i=s;i<=t;i++)
            if (vis[i]) dis[i]+=mn;
        return 1;
    }
    
    void zkw()
    {
        do{
            for (int i=s;i<=t;i++) vis[i]=0;
            while (dfs(s,inf)) for (int i=s;i<=t;i++) vis[i]=0;
        }while (change());
    }
    
    void insert(int u,int v,int c,int w) /// c是 容量 ,w是费用
    {
        e[++cnt].from=u;e[cnt].to=v;e[cnt].c=c;e[cnt].w=w;e[cnt].op=cnt+1;e[cnt].next=last[u];last[u]=cnt;
        e[++cnt].from=v;e[cnt].to=u;e[cnt].c=0;e[cnt].w=-w;e[cnt].op=cnt-1;e[cnt].next=last[v];last[v]=cnt;
    }
    void init(){
        memset(last,0,sizeof(last));
        memset(dis,0,sizeof(dis));
        cnt = 0;
        ans = 0;
    }
    int dir[][2] = {{1,0},{-1,0},{0,1},{0,-1}};
    int main()
    {
        int n,m,h,tcase;
        scanf("%d",&tcase);
        while(tcase--){
            scanf("%d%d%d",&n,&m,&h);
            memset(a,0,sizeof(a));
            init();
            for(int i=1;i<=n;i++){
                for(int j=1;j<=m;j++){
                    scanf("%d",&a[i][j]);
                }
            }
            s = 0,t = n*m+5;
            for(int i=1;i<=n;i++){
                for(int j=1;j<=m;j++){
                    if(a[i][j]!=0) insert(s,(i-1)*n+j,a[i][j],0);
                    insert((i-1)*n+j,t,h,0);
                    for(int k=0;k<4;k++){
                        int nexti = i+dir[k][0];
                        int nextj = j+dir[k][1];
                        if(nexti>=1&&nexti<=n&&nextj>=1&&nextj<=m){
                            insert((i-1)*n+j,(nexti-1)*n+nextj,inf,1);
                        }
                    }
                }
            }
            zkw();
            cout<<ans<<endl;
        }
        return 0;
    }
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