当前位置: 首页 > news >正文

《浅谈图论模型的建立与应用》

图论的建模,就是要抓住问题的本质,把问题抽象为点、边、权的关系。

Place the Robots (ZOJ 1654)

  • 方案一:只关心空地与空地之间的联系,发生冲突的节点,连一条边,转换为求最大独立集。时间复杂度为:n*2^n

  • 方案二:将所有横向方块,纵向方块分成X,Y部分,每个方块只能放一个机器人,那么有冲突的方块连一条边,问题转换为求最大匹配,最大匹配=最大流。

Source Code:

#include <cstdio>
#include <vector>
#include <queue>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#include <iostream>

using namespace std;

const int maxn = 1250;
const int INF = 0x3f3f3f3f;

int n,m;
char maps[maxn][maxn];

int col[maxn][maxn],row[maxn][maxn];

int head[maxn*maxn];

struct Edge
{
    int to;
    int next;
} edges[maxn];

int cnt;

void add(int u,int v)
{
    edges[cnt].to = v;
    edges[cnt].next = head[u];
    head[u] = cnt++;
}

bool vis[maxn];
int match[maxn];
bool dfs(int u) {
    for(int i=head[u];~i;i=edges[i].next) {
        int v = edges[i].to;
        if(!vis[v]) {
            vis[v] = 1;
            if(match[v]==-1||dfs(match[v])) {
                match[v] = u;
                return true;
            }
        }
    }
    return false;
}

int R,C;
int solve() {
    int num = 0;

    memset(match,-1,sizeof(match));
    for(int i=0;i<R;i++) {
        memset(vis,0,sizeof(vis));
        if(dfs(i))
            num++;
    }
    return num;
}



int main()
{
    //freopen("in.txt","r",stdin);
    int t;
    scanf("%d",&t);
    for(int z=0; z<t; z++)
    {
        cnt = 0;
        scanf("%d%d",&n,&m);
        for(int i=0; i<n; i++)
            scanf("%s",maps[i]);

        R= 0,C=0;
        memset(col,0,sizeof(col));
        memset(row,0,sizeof(row));
        memset(head,-1,sizeof(head));

        for(int i=0; i<n; i++)
        {
            for(int j=0; j<m; j++)
            {
                if(maps[i][j]=='o')
                {
                    int tmp = j;
                    while(tmp>=0)
                    {
                        if(maps[i][tmp]!='#')
                        {
                            row[i][tmp] = R;
                            tmp--;
                        }
                        else break;
                    }
                    while(j<m)
                    {
                        if(maps[i][j]!='#')
                        {
                            row[i][j] = R;
                            j++;
                        }
                        else break;
                    }
                    R++;
                }
            }
        }

        for(int j=0; j<m; j++)
        {
            for(int i=0; i<n; i++)
            {
                if(maps[i][j]=='o')
                {
                    int tmp = i;
                    while(tmp>=0)
                    {
                        if(maps[tmp][j]!='#')
                        {
                            col[tmp][j] = C;
                            tmp--;
                        }
                        else break;
                    }
                    while(i<n)
                    {
                        if(maps[i][j]!='#')
                        {
                            col[i][j] = C;
                            i++;
                        }
                        else break;
                    }
                    C++;
                }
            }
        }

        for(int i=0;i<n;i++)
            for(int j=0;j<m;j++)
                if(maps[i][j]=='o')
                    add(row[i][j],col[i][j]);


        printf("Case :%d\n%d\n",z+1,solve());

    }
    return 0;
}

差分约束:

x_1-x_2<=b_1

x_2-x_3<=b_2

x_3-x_4<=b_3

x_4-x_5<=b_4

\to x_1-x_5<=4\tag{1}

如果存在负环:

x_5-x_1<=-5\tag{2}

(1)(2)相加

0<=-1\tag{3}

无解,在图上表示,及存在负环。

#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

const int maxn = 30;

int r[maxn];
int t[maxn];

struct Edge {
    int from,to,dist;
};

struct BellmanFord {
    int n,m;
    vector<Edge> edges;
    vector<int> G[maxn];
    bool inq[maxn];
    int d[maxn];
    int p[maxn];
    int cnt[maxn];


    void init(int n) {
        this->n = n;
        for(int i=0;i<n;i++) G[i].clear();
        edges.clear();
    }

    void addEdge(int from,int to,int dist) {
        edges.push_back((Edge){from,to,dist});
        m = edges.size();
        G[from].push_back(m-1);
    }

    bool negativeCycle() {
        queue<int> Q;
        memset(inq,0,sizeof(inq));
        memset(cnt,0,sizeof(cnt));

        for(int i=0;i<n;i++) {
            d[i] = 0;
            inq[0] = true;
            Q.push(i);
        }

        while(!Q.empty()) {
            int u = Q.front();Q.pop();
            inq[u] = false;
            for(int i=0;i<G[u].size();i++) {
                Edge& e = edges[G[u][i]];
                if(d[e.to]>d[u]+e.dist) {
                    d[e.to] = d[u] + e.dist;
                    p[e.to] = G[u][i];
                    if(!inq[e.to]) {
                        Q.push(e.to);
                        inq[e.to] = true;
                        if(++cnt[e.to]>n)
                            return true;
                    }
                }
            }
        }

        return false;
    }

}sol;


void build(int ans) {   

    sol.init(25);

    for(int i=1;i<=24;i++) {
        sol.addEdge(i-1,i,t[i]);
        sol.addEdge(i,i-1,0);
    }

    for(int i=8;i<=24;i++)
        sol.addEdge(i,i-8,-r[i]);

    for(int i=1;i<8;i++)
        sol.addEdge(i,24+i-8,ans-r[i]);

    sol.addEdge(24,0,-ans);

}

int main()
{
    freopen("in.txt","r",stdin);
    int tt;
    scanf("%d",&tt);
    for(int z=0;z<tt;z++) {

        bool flag = false;;
        for (int i = 1; i <= 24; ++ i)
            scanf("%d", &r[i]);

        scanf("%d", &n);
        memset(t,0,sizeof(t));
        int x;
        for(int i=0;i<n;i++) {
            scanf("%d",&x);
            x++;
            t[x]++;
        }

        int l= 0,r=n;
        int ans = -1;
        while(l<=r) {
            int mid = (l+r)>>1;
            build(mid);
            if(sol.negativeCycle()) {
                ans = mid;
                r = mid-1;
            }
            else l = mid+1;
        }

        printf("%d\n",ans);

    }
    return 0;
}

本题的卡片总数有十万之多,而最终要选取的卡片数不超过100张。如果在构图之前,把没有用的卡片先删掉,必将大大提高效率。
什么样的卡片是没有用的呢?
先考虑第一种能力的选取:如果把全部卡片按第一种能力值从大到小排序,显然我们应该尽量从前面选A张出来,由于每张卡片只能使用一次,所以有可能会和其他的两种能力发生冲突,而冲突的卡片数最多是B+C张,所以实际上对我们有用的卡片只是前面的A+B+C张。

#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

const int maxn = 500, INF = 1000000000;

struct Edge
{
    int from, to, cap, flow, cost;
};

struct MCMF
{
    int n, m;
    vector<Edge> edges;
    vector<int> G[maxn];
    bool inq[maxn];         // 是否在队列中
    int d[maxn];           // Bellman-Ford
    int p[maxn];           // 上一条弧
    int a[maxn];           // 可改进量

    void init(int n)
    {
        this->n = n;
        for(int i = 0; i < n; i++) G[i].clear();
        edges.clear();
    }

    void AddEdge(int from, int to, int cap, int cost)
    {
        edges.push_back((Edge)
        {
            from, to, cap, 0, cost
        });
        edges.push_back((Edge)
        {
            to, from, 0, 0, -cost
        });
        m = edges.size();
        G[from].push_back(m-2);
        G[to].push_back(m-1);
    }

    bool BellmanFord(int s, int t, int &flow, long long& cost)
    {
        memset(inq,0,sizeof(inq));
        for(int i=0; i<n; i++)
            d[i] = INF;
        d[s] = 0;
        inq[s] = true;
        p[s] = 0;
        a[s] = INF;

        queue<int> Q;
        Q.push(s);
        while(!Q.empty())
        {
            int u = Q.front();
            Q.pop();
            inq[u] = false;
            for(int i = 0; i < G[u].size(); i++)
            {
                Edge& e = edges[G[u][i]];
                if(e.cap > e.flow && d[e.to] > d[u] + e.cost)
                {
                    d[e.to] = d[u] + e.cost;
                    p[e.to] = G[u][i];
                    a[e.to] = min(a[u], e.cap - e.flow);
                    if(!inq[e.to])
                    {
                        Q.push(e.to);
                        inq[e.to] = true;
                    }
                }
            }
        }
        if(d[t] == INF) return false; //s-t 不连通,失败退出
        flow += a[t];
        cost += (long long)d[t] * (long long)a[t];
        int u = t;
        while(u != s)
        {
            edges[p[u]].flow += a[t];
            edges[p[u]^1].flow -= a[t];
            u = edges[p[u]].from;
        }
        return true;
    }

    pair<long long,int>Mincost(int s, int t)
    {
        long long cost = 0;
        int flow = 0;
        while(BellmanFord(s, t, flow, cost));
        return pair<long long,int> {cost,flow};
    }
} sol;


int a[100105],b[100105],c[100105],rk[100105];
int id[310];
bool cmpa(int i,int j)
{
    if(a[i]==a[j])return a[i]+b[i]+c[i]>a[j]+b[j]+c[j];
    return a[i]>a[j];
}
bool cmpb(int i,int j)
{
    if(b[i]==b[j])return a[i]+b[i]+c[i]>a[j]+b[j]+c[j];
    return b[i]>b[j];
}
bool cmpc(int i,int j)
{
    if(c[i]==c[j])return a[i]+b[i]+c[i]>a[j]+b[j]+c[j];
    return c[i]>c[j];
}

int main()
{
   // freopen("in.txt","r",stdin);
    int t;
    scanf("%d",&t);
    for(int i=0; i<t; i++)
    {
        int n;
        scanf("%d",&n);
        int A,B,C;
        scanf("%d%d%d",&A,&B,&C);
        for(int i=1; i<=n; i++)
            scanf("%d%d%d",&a[i],&b[i],&c[i]);

        for(int i=1; i<=n; i++)rk[i]=i;
        sort(rk+1,rk+1+n,cmpa);
        for(int i=1; i<=A+B+C; i++)id[i]=rk[i];

        for(int i=1; i<=n; i++)rk[i]=i;
        sort(rk+1,rk+1+n,cmpb);
        for(int i=1; i<=A+B+C; i++)id[i+A+B+C]=rk[i];

        for(int i=1; i<=n; i++)rk[i]=i;
        sort(rk+1,rk+1+n,cmpc);
        for(int i=1; i<=A+B+C; i++)id[i+2*(A+B+C)]=rk[i];

        int m=3*(A+B+C);
        sort(id+1,id+1+m);
        m=unique(id+1,id+1+m)-id-1;

        sol.init(m+5);
        int s = 0;
        int p1 = m+1;
        int p2 = m+2;
        int p3 = m+3;
        int t = m+4;

        sol.AddEdge(s,p1,A,0);
        sol.AddEdge(s,p2,B,0);
        sol.AddEdge(s,p3,C,0);

        for(int i=1; i<=m; i++)
        {
            sol.AddEdge(p1,i,1,-a[id[i]]);
            sol.AddEdge(p2,i,1,-b[id[i]]);
            sol.AddEdge(p3,i,1,-c[id[i]]);
        }

        for(int i=1;i<=m;i++)
            sol.AddEdge(i,t,1,0);


        printf("%I64d ",-sol.Mincost(s,t).first);

        int k = 6*m+7;
        long long ans2 = 0;
        for(int i=1; i<=m; i++)
        {
            if(sol.edges[k].flow!=0)
            {
                ans2 += (a[id[i]]+b[id[i]]+c[id[i]]);
            }
            k+=2;
        }
        printf("%I64d\n",ans2);

    }
    return 0;
}

转载于:https://www.cnblogs.com/TreeDream/p/7323683.html

相关文章:

  • 从顶层设计出发 联想集团与泛华集团共画中国智慧城市蓝图
  • 让SCv2000来拯救企业存储的选择困难症
  • 东软RealSight用大数据给企业做“天气预报”
  • 关于使用flying-saucer-pdf,实现xhtml2pdf
  • 做了一个小游戏,结项目,数数坑(animate,移动端长按出现菜单,touchmove,禁止微信上下滑屏)...
  • 黑客查理·米勒:用一个按键黑掉一辆车
  • php之变量
  • 12、sed、awk、数组 学习笔记
  • MapGuide Fusion viewer中如何用Google Map/Yahoo Map/Bing Map做底图
  • RTX——第14章 信号量
  • Ubuntu12.04编译android4.3源码问题集锦
  • Android零基础入门第12节:熟悉Android Studio界面,开始装逼卖萌
  • 1570. [POJ3461]乌力波
  • ios学习之旅--oc对象的关系
  • 自己写的分页器,BOOTSTRAP+JQUERY(非完全版,后续完善)
  • canvas 高仿 Apple Watch 表盘
  • CAP理论的例子讲解
  • CSS 提示工具(Tooltip)
  • HTTP中的ETag在移动客户端的应用
  • JAVA_NIO系列——Channel和Buffer详解
  • js正则,这点儿就够用了
  • js作用域和this的理解
  • mac修复ab及siege安装
  • Object.assign方法不能实现深复制
  • Python_OOP
  • spring + angular 实现导出excel
  • Spring思维导图,让Spring不再难懂(mvc篇)
  • vue-router 实现分析
  • vue自定义指令实现v-tap插件
  • 前端技术周刊 2018-12-10:前端自动化测试
  • 日剧·日综资源集合(建议收藏)
  • 使用docker-compose进行多节点部署
  • 数据科学 第 3 章 11 字符串处理
  • 为物联网而生:高性能时间序列数据库HiTSDB商业化首发!
  • 移动端 h5开发相关内容总结(三)
  • 用Canvas画一棵二叉树
  • ###项目技术发展史
  • (1)(1.13) SiK无线电高级配置(六)
  • (3)STL算法之搜索
  • (HAL)STM32F103C6T8——软件模拟I2C驱动0.96寸OLED屏幕
  • (二)Eureka服务搭建,服务注册,服务发现
  • (附源码)流浪动物保护平台的设计与实现 毕业设计 161154
  • (介绍与使用)物联网NodeMCUESP8266(ESP-12F)连接新版onenet mqtt协议实现上传数据(温湿度)和下发指令(控制LED灯)
  • (四)库存超卖案例实战——优化redis分布式锁
  • (转)http-server应用
  • (转)shell调试方法
  • .a文件和.so文件
  • .NET Core 版本不支持的问题
  • .NET MVC、 WebAPI、 WebService【ws】、NVVM、WCF、Remoting
  • .NET/C# 编译期间能确定的相同字符串,在运行期间是相同的实例
  • .NET企业级应用架构设计系列之技术选型
  • .pop ----remove 删除
  • /etc/X11/xorg.conf 文件被误改后进不了图形化界面
  • @Tag和@Operation标签失效问题。SpringDoc 2.2.0(OpenApi 3)和Spring Boot 3.1.1集成
  • [2021]Zookeeper getAcl命令未授权访问漏洞概述与解决