• 【CCF CSP 2017-03-15】【Hard】引水入城II 动态规划


    试题编号: 201703-5
    试题名称: 引水入城
    时间限制: 2.0s
    内存限制: 512.0MB
     
      MF城建立在一片高原上。由于城市唯一的水源是位于河谷地带的湖中,人们在坡地上修筑了一片网格状的抽水水管,以将湖水抽入城市。如下图所示:



      这片管网由 nm 列节点(红色,图中 n = 5,m = 6),横向管道(紫色)和纵向管道(橙色)构成。
      行和列分别用 1 到 n 的整数和 1 到 m 的整数表示。第 1 行的任何一个节点均可以抽取湖水,湖水到达第 n 行的任何一个节点即算作引入了城市。
      除第一行和最后一行外,横向相邻或纵向相邻的两个节点之间一定有一段管道,每一段管道都有各自的最大的抽水速率,并需要根据情况选择抽水还是放水。对于纵向的管道(橙色),允许从上方向下方抽水或从下方向上方放水;如果从图中的上方向下方抽水,那么单位时间内能通过的水量不能超过管道的最大速率;如果从下方向上方放水,因为下方海拔较高,因此可以允许有任意大的水量。对于横向的管道(紫色),允许从左向右或从右向左抽水,不允许放水,两种情况下单位时间流过的水量都不能超过管道的最大速率。
      现在MF城市的水务负责人想知道,在已知每个管道单位时间容量的情况下,MF城每单位时间最多可以引入多少的湖水。
    输入格式
      由于输入规模较大,我们采用伪随机生成的方式生成数据。
      每组数据仅一行包含 6 个非负整数 n, m, A, B, Q, X0。其中,nm 如前文所述,表示管网的大小,保证 2 ≤ n, m ≤ 5000;保证 1 ≤ A, B, Q, X0 ≤ 109
      A, B, Q, X0 是数据生成的参数,我们用如下的方式定义一个数列 { Xi }:
      Xi+1 = ( AXi + B) mod Q, (i ≥ 0)
      我们将数列的第 1 项到第 (n-1)m 项作为纵向管道的单位时间容量,其中 X(s-1)m+t 表示第 s 行第 t 列的节点到第 s+1 行第 t 列管道单位时间的容量;将数列的第 (n-1)m+1 项到第 (n-1)m+(n-2)(m-1) 项(即接下来的 (n-2)(m-1) 项)作为横向管道的单位时间容量,其中 X(n-1)m+(s-2)(m-1)+t 表示第 s 行第 t 列的节点到第 s 行第 t+1 列管道单位时间的容量。
    输出格式
      输出一行一个整数,表示MF城每单位时间可以引入的水量。
      注意计算过程中有些参数可能超过32位整型表示的最大值,请注意使用64位整型存储相应数据。
    样例输入
    3 3 10 3 19 7
    样例输出
    38
    样例说明
      使用参数得到数列 { Xi }={ 7, 16, 11, 18, 12, 9, 17, 2, 4, … },按照输入格式可以得到每个管道的最大抽水量如下图所示:
      在标准答案中,单位时间可以引水 38 单位。所有纵向管道均向下抽水即可,不需要横向管道抽水,也不需要向上放水。
    样例输入
    2 5 595829232 749238243 603779819 532737791
    样例输出
    1029036148
    样例输入
    5 2 634932890 335818535 550589587 977780683
    样例输出
    192923706
    样例输入
    5 5 695192542 779962396 647834146 157661239
    样例输出
    1449991168
    评测用例规模与约定
      共有10组评测数据,每组数据的参数规模如下所示:

    测试点编号 n m
    1 =2 =1000
    2 =1000 =2
    3 =1000 =2
    4 =5 =5
    5 =10 =10
    6 =100 =100
    7 =500 =500
    8 =1000 =1000
    9 =2000 =2000
    10 =5000 =5000
     
    评测题解
    这个题目也叫引水入城, 参考之前的引水入城I.https://www.cnblogs.com/wangzming/p/11466611.html
    与之前的题目不同,之前的传输是以方格为单位,相邻的格子传输的,
    而当前的传输就是点到点,方格本身不是城市。
     
    根据这个题目的信息,也许可以用Ford-Fulkerson/Dicnic/EK算法求最大流,很可惜这个题目是反套路的,
    因为它的结构太规整了,以至于不需要建图求最大流。另外它的边数大概是E=O(2 * V),O(VE)达到了计算上限。
    用动态规划,求每条边受到的限制,最后也是用动态规划(其实就是计算有约束的最小值的和)。
    #pragma GCC optimize("Ofast")
    #pragma GCC target("sse,sse2,sse3,ssse3,sse4,popcnt,abm,mmx,avx,tune=native")
    #include <cstdio>
    const int maxn = 5000;
    const long long inf = 0x3f3f3f3f3f3f3f3fLL;
    int n,m,A,B,Q,X0,col[maxn][maxn],row[maxn][maxn];
    long long dp[maxn],v;
    int main()
    {
        scanf("%d%d%d%d%d%d",&n,&m,&A,&B,&Q,&X0);
        // build the graph
        for (int i = 0; i < n - 1; ++i)
            for (int j = 0; j < m; ++j)
                col[j][i] = X0 = ((long long)A*X0+B)%Q;
        for (int i = 1; i <= n - 2; ++i)
            for (int j = 0; j < m - 1; ++j)
                row[j][i] = X0 = ((long long)A*X0+B)%Q;
        /* the graph is marked as:
        cols: |    |    |    |    (i,j) = (0... n - 1, 0...m-1)
        rows:  ____ ____ ____     (i,j) = (1... n - 2, 0...m-2)
        */
        // compute the cap limit of col
        for (int i = 0; i < n - 1; ++i)
            dp[i] = col[0][i];
        // the limit of col + row
        for (int i = 1; i < n - 1; ++i) {
            v = dp[i - 1] + row[0][i];
            dp[i] = dp[i] < v ? dp[i] : v;
        }
        for (int i = n - 3; i >= 0;--i) {
            v = dp[i + 1] + row[0][i + 1];
            dp[i] = dp[i] < v ? dp[i] : v;
        }
        // the sum of each col(with limit)
        for (int i = 1; i < m; ++i) {
            for (int j = 0; j < n - 1; ++j)
                dp[j] += col[i][j];
            for (int j = 1; j < n - 1; ++j) {
                v = dp[j - 1] + row[i][j];
                dp[j] = dp[j] < v ? dp[j] : v;
            }
            for (int j = n - 3; j >= 0; --j) {
                v = dp[j + 1] + row[i][j + 1];
                dp[j] = dp[j] < v ? dp[j] : v;
            }
        }
        long long res = inf;
        for (int i = 0; i < n - 1; ++i)
            res = res < dp[i] ? res : dp[i];
        printf("%I64d
    ",res);
        return 0;
    }
    References:
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/wangzming/p/11558367.html
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