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  • P3305 [SDOI2013]费用流

    题目描述

    Alice和Bob在图论课程上学习了最大流和最小费用最大流的相关知识。 最大流问题:给定一张有向图表示运输网络,一个源点S和一个汇点T,每条边都有最大流量。

    一个合法的网络流方案必须满足:

    (1)每条边的实际流量都不超过其最大流量且非负;

    (2)除了源点S和汇点T之外,对于其余所有点,都满足该点总流入流量等于该点总流出流量;而S点的净流出流量等于T点的净流入流量,这个值也即该网络流方案的总运输量。

    最大流问题就是对于给定的运输网络,求总运输量最大的网络流方案。 上图表示了一个最大流问题。对于每条边,右边的数代表该边的最大流量,左边的数代表在最优解中,该边的实际流量。需要注意到,一个最大流问题的解可能不是唯一的。

    对于一张给定的运输网络,Alice先确定一个最大流,如果有多种解,Alice可以任选一种;之后Bob在每条边上分配单位花费(单位花费必须是非负实数),要求所有边的单位花费之和等于P。

    总费用等于每一条边的实际流量乘以该边的单位花费。需要注意到,Bob在分配单位花费之前,已经知道Alice所给出的最大流方案。现茌Alice希望总费用尽量小,而Bob希望总费用尽量大。我们想知道,如果两个人都执行最优策略,最大流的值和总费用分别为多少。

    输入输出格式

    输入格式:

    第一行三个整数N,M,P。N表示给定运输网络中节点的数量,M表示有向边的数量,P的含义见问题描述部分。为了简化问题,我们假设源点S是点1,汇点T是点N。

    接下来M行,每行三个整数A,B,C,表示有一条从点A到点B的有向边,其最大流量是C。

    输出格式:

    第一行一个整数,表示最大流的值。第二行一个实数,表示总费用。建议选手输出四位以上小数。

    输入输出样例

    输入样例#1: 复制
    3 2 1
    1 2 10
    2 3 15
    输出样例#1: 复制
    10
    10.0000

    说明

    【样例说明】

    对于Alice,最大流的方案是固定的。两条边的实际流量都为10。

    对于Bob,给第一条边分配0.5的费用,第二条边分配0.5的费用。总费用为:10*0.5+10*0.5=10。可以证明不存在总费用更大的分配方案。

    【数据规模和约定】

    对于20%的测试数据:所有有向边的最大流量都是1。

    对于100%的测试数据:N < = 100,M < = 1000。

    对于l00%的测试数据:所有点的编号在I..N范围内。1 < = 每条边的最大流量 < = 50000。1 < = P < = 10。给定运输网络中不会有起点和终点相同的边。

    题解:

    这是一个假的费用流,不要被名字骗啦,其实这是一个最大流的题目,思考一下,想要获得最大值,我们只需要让全部的P在最长的边上就可以了(仔细想想,我有最长边一定是最长边上*p),但是到达最大流我们可能经过多个途径,我们需要做的是找到一条路

    ,使其中最长的边最短,这就需要二分了,我们二分最长的那个边,使其最短。

    #include <bits/stdc++.h>
    using namespace std;
    #define ll long long
    const int inf=0x3f3f3f3f;
    const int MAXN=1000+10;
    
    int n,m,p;//点数、边数
    int sp,tp;//原点、汇点
    struct node
    {
        int v,next;
        double cap;
    }mp[MAXN*10];
    int pre[MAXN],dis[MAXN],cur[MAXN];//cur为当前弧优化,dis存储分层图中每个点的层数(即到原点的最短距离),pre建邻接表
    int cnt=0;
    double ans=0;
    struct {
        int x,y;
        double z;
    }edge[MAXN];
    void init()//不要忘记初始化
    {
        cnt=0;
        memset(pre,-1,sizeof(pre));
    }
    void add(int u,int v,double w)//加边
    {
        mp[cnt].v=v;
        mp[cnt].cap=w;
        mp[cnt].next=pre[u];
        pre[u]=cnt++;
        mp[cnt].v=u;
        mp[cnt].cap=0;
        mp[cnt].next=pre[v];
        pre[v]=cnt++;
    }
    bool bfs()//建分层图
    {
        memset(dis,-1,sizeof(dis));
        queue<int>q;
        while(!q.empty())
            q.pop();
        q.push(sp);
        dis[sp]=0;
        int u,v;
        while(!q.empty())
        {
            u=q.front();
            q.pop();
            for(int i=pre[u];i!=-1;i=mp[i].next)
            {
                v=mp[i].v;
                if(dis[v]==-1&&mp[i].cap>0)
                {
                    dis[v]=dis[u]+1;
                    q.push(v);
                    if(v==tp)
                        break;
                }
            }
        }
        return dis[tp]!=-1;
    }
    double dfs(int u,double cap)//寻找增广路
    {
        if(u==tp||cap==0)
            return cap;
        double res=0,f;
        for(int &i=cur[u];i!=-1;i=mp[i].next)
        {
            int v=mp[i].v;
            if(dis[v]==dis[u]+1&&(f=dfs(v,min(cap-res,mp[i].cap)))>0)
            {
                mp[i].cap-=f;
                mp[i^1].cap+=f;
                res+=f;
                if(res==cap)
                    return cap;
            }
        }
        if(res==0)
            dis[u]=-1;
        return res;
    }
    double dinic()
    {
        double ans=0;
        while(bfs())
        {
            for(int i=0;i<=tp;i++)
                cur[i]=pre[i];
            ans+=dfs(sp,inf);
        }
        return ans;
    }
    
    bool check(double x)
    {
        init();
        for (int i = 0; i <m ; ++i) {
            add(edge[i].x,edge[i].y,min(edge[i].z,x));
        }
        sp=1,tp=n;
        double sum=dinic();
        return sum==ans;
    }
    int main()
    {
    
        scanf("%d%d%d",&n,&m,&p);
        init();
        double MAX=0;
        for (int i = 0; i <m ; ++i) {
            scanf("%d%d%lf",&edge[i].x,&edge[i].y,&edge[i].z);
            add(edge[i].x,edge[i].y,edge[i].z);
            MAX=max(MAX,edge[i].z);
        }
        sp=1;tp=n;
         ans=dinic();
        printf("%.0lf
    ",ans);
        double l=0,r=500001,mid;
        while (r-l>(1e-7))
        {
            mid=(l+r)/2;
            if(check(mid))
            {
                r=mid;
            } else
            {
                l=mid;
            }
        }
        printf("%lf
    ",mid*p);
        return 0;
    }
    

      

    P3305 [SDOI2013]费用流

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