题意:一个公司有n个人,给出了一些有冲突的人的对数(u,v),公司决定裁人,那么总裁现在要裁掉冲突率最高的那些人(冲突率=在这些人中存在的冲突数/人数)。就是求出一些点,这些点之间的边数/点数最大。最大密度子图。
思路:胡伯涛的论文《最小割模型在信息学竞赛中的应用》介绍了两种方法:
第一种:转换为最大权闭合图的模型来求解:
设max g = f(x)= |E‘|/|V’| ,找一个子图的边数与点数的比值达到其中的最大,我们通常都是构造一个函数max h(g)= |E'|-g*|V'|,当h(g)为0的时候,g的值即为最优,h(g)>0 时 g<最优值, h(g)<0时,g>最优值;因为如果最大值大于0那么我们就可以继续增加g的值来减小h(g),若最大值都小于0了,那么g不可能增加只可能减少!
观察h(g),边和点有依赖关系,就边依赖点,边存在的必要条件是点的存在,那么这样以后,如果我们将边看成点,那么这不就符合最大权闭合子图了。现在h(g)的求法就可以通过求新图的最大权闭合子图的值来求解,但是这里有个问题,建图之后你可以发现当求出来的值和h(g)原本应该为值不对应(具体为什么不怎么理解),可以这样理解,当最小的一个g使得h(g)为0的时候该解即为最优解,因为h(g)是以个单调递减函数,就该函数来看只可能存在一个g使得h(g)=0;然而通过求最大权闭合子图是子图权值和为0的有很多中g,当最小的一个g使得h(g)为0之后,如果g继续增大那么虽然通过最大权闭合子图的值求出来依旧为0,但是真正的h(g)< 0 了,所以要使得最优的一个解就是使得最大权闭合子图的权值和为0的最小的一个g值!这样求解之后从源点流到汇点为满流的边即为最大密度子图中的点。
第二种:
源点到各个点连接一条有向边权值为U,各个点到汇点连接一条边权值为U+2*g-d,原来有关系的点连接两条有向边(u,v),(v,u)权值为1(U可以取m,U的目的是用来使得2*g-d的值始终为正),这样以后求最小割,那么h(g)= (U*n-mincut)/2;二分找到最优值即为mid ,但是如果要求图中的点则需要用left来从新图求最大流之后然后从源点开始dfs遍历,最后得出结果。
第一种代码:
#include<stdio.h> #include<string.h> const int N=1500; const double inf=0x3fffffff; const double eps=1e-8; int gap[N],dis[N],start,end,ans,sum,head[N],num,dep[N],n,m; bool vis[N]; struct edge { int st,ed,next; double flow; }e[80*N]; struct node { int x,y; }P[1100]; void addedge(int x,int y,double w) { e[num].st=x;e[num].ed=y;e[num].flow=w;e[num].next=head[x];head[x]=num++; e[num].st=y;e[num].ed=x;e[num].flow=0;e[num].next=head[y];head[y]=num++; } void makemap(double g) { int i; memset(head,-1,sizeof(head)); num=0; for(i=1;i<=n;i++) addedge(i,end,g); for(i=0;i<m;i++) { addedge(n+i+1,P[i].y,inf); addedge(n+i+1,P[i].x,inf); addedge(start,n+i+1,1.0); } } double dfs(int u,double minflow) { if(u==end)return minflow; int i,v; double f,flow=0.0; for(i=head[u];i!=-1;i=e[i].next) { v=e[i].ed; if(e[i].flow>0) { if(dis[v]+1==dis[u]) { f=dfs(v,e[i].flow>minflow-flow?minflow-flow:e[i].flow); flow+=f; e[i].flow-=f; e[i^1].flow+=f; if(minflow-flow<=1e-8)return flow; if(dis[start]>=ans)return flow; } } } if(--gap[dis[u]]==0) dis[start]=ans; dis[u]++; gap[dis[u]]++; return flow; } double isap() { double maxflow=0.0; memset(gap,0,sizeof(gap)); memset(dis,0,sizeof(dis)); gap[0]=ans; while(dis[start]<ans) maxflow+=dfs(start,inf); return 1.0*m-maxflow; } void dfs1(int u) { vis[u]=true; if(u>=1&&u<=n) sum++; for(int i=head[u];i!=-1;i=e[i].next) { int v=e[i].ed; if(vis[v]==false&&e[i].flow>0) dfs1(v); } } int main() { int i; double Left,Right,mid,flow; while(scanf("%d%d",&n,&m)!=-1) { if(m==0){printf("1 1 ");continue;} start=0,end=n+m+1,ans=end+1; for(i=0;i<m;i++) { scanf("%d%d",&P[i].x,&P[i].y); } Left=0;Right=m; while(Right-Left>=1.0/n/n)//胡伯涛的论文给出了证明,不同解之间误差的精度不超过1/(n*n) { mid=(Left+Right)/2; makemap(mid); flow=isap();//求出最大权值闭合图 if(flow<eps)//如果小于0,g值太大 Right=mid; else Left=mid; } makemap(Left);//最大密度建图 isap(); memset(vis,false,sizeof(vis)); sum=0; dfs1(start); printf("%d ",sum); for(i=1;i<=n;i++) if(vis[i]==true)//残留网络中源点能到达的点 printf("%d ",i); } return 0; }
第二种代码:
#include<stdio.h> #include<string.h> const int N=110; const double inf=0x3fffffff; const double eps=1e-8; int gap[N],dis[N],start,end,ans,sum,head[N],num,dep[N],n,m; bool vis[N]; struct edge { int st,ed,next; double flow; }e[80*N]; struct node { int x,y; }P[1100]; void addedge(int x,int y,double w) { e[num].st=x;e[num].ed=y;e[num].flow=w;e[num].next=head[x];head[x]=num++; e[num].st=y;e[num].ed=x;e[num].flow=0;e[num].next=head[y];head[y]=num++; } void makemap(double g) { int i; memset(head,-1,sizeof(head)); num=0; for(i=1;i<=n;i++) { addedge(start,i,m*1.0); addedge(i,end,m+2*g-dep[i]); } for(i=0;i<m;i++) { addedge(P[i].x,P[i].y,1.0); addedge(P[i].y,P[i].x,1.0); } } double dfs(int u,double minflow) { if(u==end)return minflow; int i,v; double f,flow=0.0; for(i=head[u];i!=-1;i=e[i].next) { v=e[i].ed; if(e[i].flow>0) { if(dis[v]+1==dis[u]) { f=dfs(v,e[i].flow>minflow-flow?minflow-flow:e[i].flow); flow+=f; e[i].flow-=f; e[i^1].flow+=f; if(minflow-flow<=1e-8)return flow; if(dis[start]>=ans)return flow; } } } if(--gap[dis[u]]==0) dis[start]=ans; dis[u]++; gap[dis[u]]++; return flow; } double isap() { double maxflow=0.0; memset(gap,0,sizeof(gap)); memset(dis,0,sizeof(dis)); gap[0]=ans; while(dis[start]<ans) maxflow+=dfs(start,inf); return maxflow; } void dfs1(int u)//遍历要选的点 { vis[u]=true; sum++; for(int i=head[u];i!=-1;i=e[i].next) { int v=e[i].ed; if(vis[v]==false&&e[i].flow>0) dfs1(v); } } int main() { int i; double Left,Right,mid,hg; while(scanf("%d%d",&n,&m)!=-1) { if(m==0){printf("1 1 ");continue;} start=0,end=n+1,ans=end+1; memset(dep,0,sizeof(dep)); for(i=0;i<m;i++) { scanf("%d%d",&P[i].x,&P[i].y); dep[P[i].x]++;dep[P[i].y]++; } Left=0;Right=m; while(Right-Left>=1.0/n/n)//胡伯涛的论文给出了证明,不同解之间误差的精度不超过1/(n*n) { mid=(Left+Right)/2; makemap(mid); hg=isap(); hg=(1.0*n*m-hg)/2; if(hg>eps) Left=mid; else Right=mid; } makemap(Left);//用mid值建图容易wa,因为你此时的mid不一定满足h(mid)>eps,但是Left一定是满足的 isap(); memset(vis,false,sizeof(vis)); sum=0; dfs1(0); printf("%d ",sum-1); for(i=1;i<=n;i++) if(vis[i]==true) printf("%d ",i); } return 0; }