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  • 1740: 圆桌问题 二分多重匹配/最大流

    建立二分图,每个单位为X集合中的顶点,每个餐桌为Y集合中的顶点,增设附加源S和汇T。

    1、从S向每个Xi顶点连接一条容量为该单位人数的有向边。 2、从每个Yi顶点向T连接一条容量为该餐桌容量的有向边。 3、X集合中每个顶点向Y集合中每个顶点连接一条容量为1的有向边。

    求网络最大流,如果最大流量等于所有单位人数之和,则存在解,否则无解。对于每个单位,从X集合对应点出发的所有满流边指向的Y集合的顶点就是该单位人员的安排情况(一个可行解)。

    【建模分析】

    对于一个二分图,每个顶点可以有多个匹配顶点,称这类问题为二分图多重匹配问题。X,Y集合之间的边容量全部是1,保证两个点只能匹配一次(一个餐桌上只能有一个单位的一个人),源汇的连边限制了每个点匹配的个数。求出网络最大流,如果流量等于X集合所有点与S边容量之和,那么则说明X集合每个点都有完备的多重匹配。

    【问题另解】

    贪心,更好的方法其实是贪心。首先把所有单位和餐桌按人数从大到小排序,一种适当的贪心策略就是对于每个单位,所有人每次尽量去剩余容量较大的餐桌就坐。按照这种贪心策略,如果某时发现有人已经无法就坐,则无解。具体方法为用线段树维护餐桌的剩余容量,按人数从多到少安排每个单位的人员,每次安排就是把容量餐桌前k大的餐桌人数减1(k为该单位人数)。为保证线段树前k位时刻为前k大,要维护第k与第k+1,k+2,...人数与第k相等的位置,减少第k大时要减少尽量靠后的,这样才能保证单调。

    #include <iostream>
    #include <vector>
    #include <queue>
    #include <cstdio>
    #include <cstring>
    using namespace std;
    
    const int maxn = 500;
    const int INF = ~0u >> 1;
    struct Edge{
       int from,to,cap,flow;
    };
    vector<Edge> edges;
    vector<int> G[maxn];
    int s,t,d[maxn],cur[maxn];
    int a[maxn],b[maxn];
    bool vst[maxn];
    void Init()
    {
        for(int i = 0;i < maxn;++i)
            G[i].clear();
        edges.clear();
    }
    void AddEdge(int from,int to,int cap)
    {
        edges.push_back((Edge){from,to,cap,0});
        edges.push_back((Edge){to,from,0,0});
        int sz = edges.size();
        G[from].push_back(sz-2);
        G[to].push_back(sz-1);
    }
    void Build(int n,int m)
    {
        s = 0,t = n+m+1;
        for(int i = 1;i <= n;++i){
            AddEdge(s,i,a[i]);
            for(int j = 1;j <= m;++j)
                AddEdge(i,j+n,1);
        }
        for(int i = 1;i <= m;++i)
            AddEdge(i+n,t,b[i]);
    }
    bool BFS()
    {
        memset(vst,false,sizeof(vst));
        queue<int> Q;
        Q.push(s);
        d[s] = 0;
        vst[s] = true;
        while(!Q.empty()){
            int u = Q.front();Q.pop();
            for(int i = 0;i < (int)G[u].size();++i){
                Edge& e = edges[G[u][i]];
                if(!vst[e.to]&&e.cap>e.flow){
                    vst[e.to] = true;
                    d[e.to] = d[u] + 1;
                    Q.push(e.to);
                }
            }
        }
        return vst[t];
    }
    int DFS(int u,int a)
    {
        if(u == t||a == 0)
            return a;
        int f,flow = 0;
        for(int& i = cur[u];i < (int)G[u].size();++i){
            Edge& e = edges[G[u][i]];
            if(d[e.to]==d[u]+1&&(f=DFS(e.to,min(a,e.cap-e.flow)))>0){
                e.flow += f;
                edges[G[u][i]^1].flow -= f;
                flow += f;
                a -= f;
                if(a==0)break;
            }
        }
        return flow;
    }
    int Maxflow()
    {
        int flow = 0;
        while(BFS()){
            memset(cur,0,sizeof(cur));
            flow += DFS(s,INF);
        }
        return flow;
    }
    void Print(int n,int m)
    {
        for(int u = 1;u <= n;++u){
            for(int i = 0;i < (int)G[u].size();++i){
                Edge& e = edges[G[u][i]];
                if(e.flow == 1&&e.to!=t)
                    printf("%d ",e.to-n);
            }
            puts("");
        }
    }
    int main()
    {
        int n,m;
    //    while(~scanf("%d%d",&n,&m))
    //    {
            scanf("%d%d",&n,&m);
            Init();
            int sum = 0;
            for(int i = 1;i <= n;++i){
                scanf("%d",&a[i]);
                sum += a[i];
            }
            for(int i = 1;i <= m;++i)
                scanf("%d",&b[i]);
            Build(n,m);
            int flow = Maxflow();
            if(flow>=sum){
                puts("1");
                Print(n,m);
            }
            else
                puts("0");
    //    }
        return 0;
    }
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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/Aragaki/p/7528821.html
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