• BZOJ2668:[CQOI2012]交换棋子——题解


    http://www.lydsy.com/JudgeOnline/problem.php?id=2668

    https://www.luogu.org/problemnew/show/P3159#sub

    有一个n行m列的黑白棋盘,你每次可以交换两个相邻格子(相邻是指有公共边或公共顶点)中的棋子,最终达到目标状态。要求第i行第j列的格子只能参与mi,j次交换。

    (18.3.6更新,感谢评论区一楼同学指出问题,在此表示抱歉。)

    (19.7.16更新,改正了易造成误解的地方)

    (这题斜对角线都能交换真是坑死我了……)

    参考:http://blog.csdn.net/sunshinezff/article/details/51240382

    先说思路,把棋子交换想象成只有黑棋子在移动,则对于每个格子拆点,中间边权为该格子的次数,原图为黑的就从源点到该格子连边权1的边,新图为黑的就连边权1的边向汇点。相邻格子连边权为INF费用为1的边。

    但是有一个问题就是进入一个格子并出去是消耗了这个格子的两次。

    那么这就很奇妙了,起点只会出去而终点则只会进入。

    所以我们把点拆成三份abc,a->b是进入而b->c是出去,将次数对分。

    当然如果次数是奇数次的话显然对分会导致一个大一个小,其中如果原图新图都没有黑点的话谁大谁小都无所谓(甚至可以像我代码那样直接除2就行,因为显然所用次数只可能是偶数次),否则:

    如果原图为黑则S->b且b->c的容量大。

    如果新图为黑则b->T且a->b的容量大。

    #include<cstdio>
    #include<iostream>
    #include<queue>
    #include<cstring>
    #include<algorithm>
    #include<cctype>
    using namespace std;
    typedef long long ll;
    const int INF=1e9;
    const int N=2010,M=N*N*2;
    inline int read(){
        int X=0,w=0;char ch=0;
        while(!isdigit(ch)){w|=ch=='-';ch=getchar();}
        while(isdigit(ch))X=(X<<3)+(X<<1)+(ch^48),ch=getchar();
        return w?-X:X;
    }
    inline int getc(){
        char ch=0;
        while(!isdigit(ch))ch=getchar();
        return ch^48;
    }
    struct node{
        int nxt,to,w,b;
    }edge[M];
    int head[N],cnt=-1;
    inline void add(int u,int v,int w,int b){
        edge[++cnt].to=v;edge[cnt].w=w;edge[cnt].b=b;
        edge[cnt].nxt=head[u];head[u]=cnt;
        edge[++cnt].to=u;edge[cnt].w=0;edge[cnt].b=-b;
        edge[cnt].nxt=head[v];head[v]=cnt;
    }
    int dis[N];
    bool vis[N];
    inline bool spfa(int s,int t,int n){
        deque<int>q;
        memset(vis,0,sizeof(vis));
        for(int i=1;i<=n;i++)dis[i]=INF;
        dis[t]=0;q.push_back(t);vis[t]=1;
        while(!q.empty()){
        int u=q.front();
        q.pop_front();vis[u]=0;
        for(int i=head[u];i!=-1;i=edge[i].nxt){
            int v=edge[i].to;
            int b=edge[i].b;
            if(edge[i^1].w&&dis[v]>dis[u]-b){
            dis[v]=dis[u]-b;
            if(!vis[v]){
                vis[v]=1;
                if(!q.empty()&&dis[v]<dis[q.front()]){
                q.push_front(v);
                }else{
                q.push_back(v);
                }
            }
            }
        }
        }
        return dis[s]<INF;
    }
    int ans,cur[N];
    int dfs(int u,int flow,int m){
        if(u==m){
        vis[m]=1;
        return flow;
        }
        int res=0,delta;
        vis[u]=1;
        for(int &e=cur[u];e!=-1;e=edge[e].nxt){
            int v=edge[e].to;
        int b=edge[e].b;
            if(!vis[v]&&edge[e].w&&dis[u]-b==dis[v]){
                delta=dfs(v,min(edge[e].w,flow-res),m); 
                if(delta){
                    edge[e].w-=delta;
                    edge[e^1].w+=delta;
                    res+=delta;
            ans+=delta*b;
                    if(res==flow)break;
                }
            }
        }
        return res;
    }
    int sum1=0,sum2=0;
    inline int costflow(int S,int T,int n){
        int flow=0;
        while(spfa(S,T,n)){
        do{
            for(int i=1;i<=n;i++)cur[i]=head[i];
            memset(vis,0,sizeof(vis));
            flow+=dfs(S,INF,T);
        }while(vis[T]);
        }
        if(flow!=sum1||sum1!=sum2)return -1;
        return ans;
    }
    int dx[8]={0,1,0,-1,1,1,-1,-1};
    int dy[8]={1,0,-1,0,1,-1,-1,1};
    bool mp[21][21][2];
    int main(){
        memset(head,-1,sizeof(head));
        int n=read(),m=read(),S=m*n*3+1,T=S+1;
        for(int i=1;i<=n;i++){
        for(int j=1;j<=m;j++){
            mp[i][j][0]=getc();int now=(i-1)*m+j;
            if(mp[i][j][0]){
            sum1++;
            add(S,now+m*n,1,0);
            }
        }
        }
        for(int i=1;i<=n;i++){
        for(int j=1;j<=m;j++){
            mp[i][j][1]=getc();int now=(i-1)*m+j;
            if(mp[i][j][1]){
            sum2++;
            add(now+m*n,T,1,0);
            }
        }
        }
        for(int i=1;i<=n;i++){
        for(int j=1;j<=m;j++){
            for(int k=0;k<8;k++){
            int nx=i+dx[k],ny=j+dy[k];
            if(nx<1||nx>n||ny<1||ny>m)continue;
            int pre=(i-1)*m+j,now=(nx-1)*m+ny;
            add(pre+2*m*n,now,INF,1);
            }
        }
        }
        for(int i=1;i<=n;i++){
        for(int j=1;j<=m;j++){
            int ch=getc(),now=(i-1)*m+j;
            if(mp[i][j][0]){
            add(now,now+m*n,ch/2,0);
            add(now+m*n,now+2*m*n,(ch+1)/2,0);
            }else if(mp[i][j][1]){
            add(now,now+m*n,(ch+1)/2,0);
            add(now+m*n,now+2*m*n,ch/2,0);
            }else{
            add(now,now+m*n,ch/2,0);
            add(now+m*n,now+2*m*n,ch/2,0);
            }
        }
        }
        printf("%d
    ",costflow(S,T,T));
        return 0;
    }

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