• UVa 11082 Matrix Decompressing



      开始眨眼一看怎么也不像是网络流的一道题,再怎么看也觉得像是搜索。不过虽然这道题数据范围很小,但也不至于搜索也是可以随随便便就可以过的。(不过这道题应该是special judge,因为一题可以多解而且题目中然而并没有什么要求,所以说可以考虑思考一下这道题有木有什么"套路"之类的通法)

      比如说有这么一组数据

    原矩阵
    1 2 3
    4 7 8
    9 5 6
    输入
    3 3
    6 25 45
    14 28 45

      然后将每一行的和写在每一列对应的行上(很明显有问题)

    6 0 0
    19 0 0
    20 0 0

      然后调整,为了简便先每个向右挪个1(保障不会出现0什么之类的),接着就随便怎么移都可以,只要第一列满足且每一行的和也满足就行了

    1 5 0
    1 18 0
    12 8 0

      (应该发现了上图的"猫腻"吧!)

      故技重施,是第二列满足

    1 1 4
    1 6 13
    12 7 1

      此时第三列应该也是满足的。

      因此,这道题是不是贪心啊?如果您这么认为那么您可以去写一写,反正我是写不出来的,需要考虑的情况似乎还是有点多。不过可以找到代替贪心的东西——最大流。

      源点直接连接每一行的第一个元素,这条弧的容量为这一行的和。每行相邻的两个元素间有一条弧,容量为这一行的和。除此之外,每一列再增加一个元素,这一列的每一个元素都连接这个点,容量为20。到这里,已经可以发现一些不对的地方,知道这个网络流是干什么的已经可以发现了。每一列流向这个"列汇点"的流量就代表矩阵这个位置的值,然而题目中的要求是1~20。如果照这样做的话,会变成0~20。于是可以将所有元素的值减少1(相应的列、行的和减少多少要清楚)。这条边的容量也改为19。"列汇点"也有一条弧到真正的汇点,容量为这一列的和。

      这样跑一趟最大流算法。最大流为这个矩阵所有元素的和。所以每一行的和满足了,每一列的和也满足了。输出的时候加个1就行了。

    Code(极其不简洁的代码)

      1 /**
      2  * uva
      3  * Problem#11082
      4  * Accepted
      5  * Time:20ms
      6  */
      7 #include<iostream>
      8 #include<cstdio>
      9 #include<cctype>
     10 #include<cstring>
     11 #include<cstdlib>
     12 #include<fstream>
     13 #include<sstream>
     14 #include<algorithm>
     15 #include<map>
     16 #include<set>
     17 #include<queue>
     18 #include<vector>
     19 #include<stack>
     20 using namespace std;
     21 typedef bool boolean;
     22 #define INF 0xfffffff
     23 #define smin(a, b) a = min(a, b)
     24 #define smax(a, b) a = max(a, b)
     25 template<typename T>
     26 inline void readInteger(T& u){
     27     char x;
     28     int aFlag = 1;
     29     while(!isdigit((x = getchar())) && x != '-');
     30     if(x == '-'){
     31         x = getchar();
     32         aFlag = -1;
     33     }
     34     for(u = x - '0'; isdigit((x = getchar())); u = (u << 1) + (u << 3) + x - '0');
     35     ungetc(x, stdin);
     36     u *= aFlag;
     37 }
     38 
     39 template<typename T>class Matrix{
     40     public:
     41         T *p;
     42         int lines;
     43         int rows;
     44         Matrix():p(NULL){    }
     45         Matrix(int rows, int lines):lines(lines), rows(rows){
     46             p = new T[(lines * rows)];
     47         }
     48         T* operator [](int pos){
     49             return (p + pos * lines);
     50         }
     51 };
     52 #define matset(m, i, s) memset((m).p, (i), (s) * (m).lines * (m).rows)
     53 
     54 ///map template starts
     55 typedef class Edge{
     56     public:
     57         int end;
     58         int next;
     59         int cap;
     60         int flow;
     61         Edge(const int end = 0, const int next = 0, const int cap = 0, const int flow = 0):end(end), next(next), cap(cap), flow(flow){}
     62 }Edge;
     63 typedef class MapManager{
     64     public:
     65         int ce;
     66         Edge *edge;
     67         int *h;
     68         MapManager(){}
     69         MapManager(int points, int limit):ce(0){
     70             h = NULL, edge = NULL;
     71             h = new int[(const int)(points + 1)];
     72             edge = new Edge[(const int)(limit + 1)];
     73             memset(h, 0, sizeof(int) * (points + 1));
     74         }
     75         inline void addEdge(int from, int end, int cap, int flow){
     76             edge[++ce] = Edge(end, h[from], cap, flow);
     77             h[from] = ce;
     78         }
     79         inline void addDoubleEdge(int from, int end, int cap){
     80             addEdge(from, end, cap, 0);
     81             addEdge(end, from, cap, cap);
     82         }
     83         Edge& operator [](int pos) {
     84             return edge[pos];
     85         }
     86         void clear(){
     87             delete[] h;
     88             delete[] edge;
     89             ce = 0;
     90         }
     91 }MapManager;
     92 #define m_begin(g, i) (g)->h[(i)]
     93 #define m_end(g, i) (g)->edge[(i)].end
     94 #define m_next(g, i) (g)->edge[(i)].next
     95 #define m_cap(g, i) (g)->edge[(i)].cap
     96 #define m_flow(g, i) (g)->edge[(i)].flow
     97 ///map template ends
     98 
     99 int r, c;
    100 int *lines, *rows;
    101 Matrix<int> hj;
    102 MapManager *g;
    103 
    104 inline void init(){
    105     readInteger(r);
    106     readInteger(c);
    107     lines = new int[(const int)(c + 1)];
    108     rows = new int[(const int)(r + 1)];
    109     hj = Matrix<int>(r + 1, c + 1);
    110     for(int i = 1, last = 0, a; i <= r; i++){
    111         readInteger(a);
    112         rows[i] = a - last - c;
    113         last = a;
    114     }
    115     for(int i = 1, last = 0, a; i <= c; i++){
    116         readInteger(a);
    117         lines[i] = a - last - r;
    118         last = a;
    119     }
    120 }
    121 
    122 int s, t, sizee;    //源,汇,点数 
    123 
    124 inline int iom(int x, int y){    return (x - 1) * c + y;    }
    125 
    126 inline void build(){
    127     s = 0, t = r * c + c + 1, sizee = t + 1;
    128     g = new MapManager(sizee, sizee * 4 + 1);
    129     for(int i = 0; i < r; i++)
    130         g->addDoubleEdge(s, i * c + 1, rows[i + 1]);
    131     for(int i = 1; i <= c; i++)
    132         g->addDoubleEdge(r * c + i, t, lines[i]);
    133     for(int i = 1; i <= r; i++){
    134         for(int j = 1; j <= c; j++){
    135             if(j < c)
    136                 g->addDoubleEdge(iom(i, j), iom(i, j + 1), rows[i]);
    137             g->addDoubleEdge(iom(i, j), r * c + j, 19);
    138             hj[i][j] = g->ce - 1;
    139         }
    140     }
    141 }
    142 
    143 int* divs;
    144 boolean* visited;
    145 queue<int> que;
    146     
    147 inline boolean getDivs(){
    148     memset(visited, false, sizeof(boolean) * sizee);
    149     que.push(s);
    150     divs[s] = 0;
    151     visited[s] = true;
    152     while(!que.empty()){
    153         int e = que.front();
    154         que.pop();
    155         for(int i = m_begin(g, e); i != 0; i = m_next(g, i)){
    156             int& eu = m_end(g, i);
    157             if(!visited[eu] && (*g)[i].cap > (*g)[i].flow){
    158                 visited[eu] = true;
    159                 divs[eu] = divs[e] + 1;
    160                 que.push(eu);
    161             }
    162         }
    163     }
    164     return visited[t];
    165 }
    166 
    167 int blockedflow(int node, int minf){
    168     if(node == t || minf == 0)    return minf;
    169     int f, flow = 0;
    170     for(int i = m_begin(g, node); i != 0; i = m_next(g, i)){
    171         int& e = m_end(g, i);
    172         if(divs[e] == divs[node] + 1 && (f = (blockedflow(e, min(minf, (*g)[i].cap - (*g)[i].flow)))) > 0){
    173             flow += f;
    174             (*g)[i].flow += f;
    175             (*g)[(i & 1) ? (i + 1) : (i - 1)].flow -= f;
    176             minf -= f;
    177             if(minf == 0)    break; 
    178         }
    179     }
    180     return flow;
    181 }
    182 
    183 inline void maxflow(){
    184     while(getDivs()){
    185         blockedflow(0, INF);
    186     }
    187 }
    188 
    189 inline void solve(){
    190     visited = new boolean[sizee];
    191     divs = new int[sizee];
    192     maxflow(); 
    193     for(int i = 1; i <= r; i++){
    194         for(int j = 1; j <= c; j++){
    195             printf("%d ", (*g)[hj[i][j]].flow + 1);
    196         }
    197         putchar('
    ');
    198     }
    199 }
    200 
    201 inline void clearAll(){
    202     delete[] visited;
    203     delete[] divs;
    204     delete[] lines;
    205     delete[] rows;
    206     delete[] hj.p;
    207     delete[] g;
    208 }
    209 
    210 int kase;
    211 int main(){
    212     readInteger(kase);
    213     for(int k = 1; k <= kase; k++){
    214         init();
    215         printf("Matrix %d
    ", k);
    216         build();
    217         solve();
    218         putchar('
    ');
    219         clearAll();
    220     }
    221     return 0;
    222 }
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