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  • 上下界网络流初探

    看文章各种不明真相...

    请教了一下iwtwiioi大牛...大致有个理解....


    建模过程

    1.拆边. 对于每一条给出的有向边(u,v,c,d) ,其中c指下界,d指上界,那么在实际的图中连三条只有上界没有下界的边:

    (S,v,c) (u,T,c) (u,v,d-c) 其中S是超级源,T是超级汇.(不同于题目给出的源与汇)

    一条是超级源连向边的终点.

    第二条是边的起点连向超级汇.

    第三条是原来的边更改了权值.

    最后,从汇向源连一条没有上下界的边(如果题目给定了源与汇).

    然后跑S到T的最大流,得出来的就是可行流.

    再从源到汇跑一遍最大流,所得流量就是最大流.

    PS:神犇们说可行流流量+第二遍最大流的流量才是真正的流量...

    但是为什么我的程序正确答案直接就是第二遍最大流的流量呢..

    发现原来是汇到源的那条边在搞鬼.....

    第一遍可行流的流量一定等于汇到源那条边的流量(因为原图没有环,是环流就必定经过这条边)

    那么第二遍跑最大流的时候,源会直接通过那条边给出与可行流相等的流量.

    当然除去此边,那些权值为d-c的边的流量还是需要把可行流流量加上去才行.


    常数优化

    只要是个流量网络,那么重边必定可以合并成一条边(不是最小费)

    按照上边的方法,每条原式边对应的实际边数是3.我们处理那些像(SuT)的路径(从超级源直接连向点u,又从u连向点超级汇),让它们最多连接S,T中的一个.

    直接统计入度和出度最后再构造边即可.


    原理(?)

    严谨证明的不会(要滚去好好看图论啊喂)

    根据iwtwiioi介绍的思路......

    -我们想要把一条边的最小容量塞满....那么边的起点要能给出这么多流量,边的终点要能接受这么多流量.

    -那么我们就直接从超级源给出流量看终点能不能接受.

    -以及从起点接收流量看我们能不能得到这么多.


    我的理解...

    首先有源汇的上下界网络流能转变为无源汇的上下界网络流.

    所以考虑无源汇的网络流.

    注意到每个点的入流等于出流.

    说明什么呢?

    每一道流(流量为1)总是会构成一个圈,一个环流. 可行流就是由一些环流构成的.

    怎么证明呢? 假设有一道流不是环流,那么它就有两个端点,假设它从点a流向点b.

    想要这两个端点的入流量等于出流量,只能再多一道从b到a的流补成环流.

    现在可行流就是一堆的环流了.

    观察上边所说的拆边法,发现其实就是把环流转成了从S到T的许多许多流而已.......

    比如有环(a,b,c,d,a),最后会拆成

    (S,a,T) (S,b,T) (S,c,T) (S,d,T),还有(a,b) (b,c) (c,d) (d,a)

    那些并不连到S与T的边,表示从别的边补给流量.

    比如(S,a,b,T)这道流,就是我在塞满了b的下界以后,还从点a搬运了一些流来对b进行补给,确保b的后继能够得到足够的流量.


    值得注意的是,蒜捣(CLRS)在思考题26-6以"负权流"的形式给出了构图法.

    如果一条(u,v)边带负权c(u,v),意思就是"这条边的最大流为-c(u,v)",根据对称性,意思就是"这条边对应的反向边的最小流为-c(u,v)"


    这里是模板.

    有源有汇上下界最大流.

    ZOJ3229

    没有加人和优化.

    代码又臭又长囧

    需要再花点时间研究怎么写比较舒服.....(嗯然后再考虑常数优化问题....)


    #include <cstdio>
    #include <fstream>
    #include <iostream>
    
    #include <cstdlib>
    #include <cstring>
    #include <algorithm>
    #include <cmath>
    
    #include <queue>
    #include <vector>
    
    typedef unsigned int uint;
    typedef long long ll;
    typedef unsigned long long ull;
    typedef double db;
    
    #define DBG printf("*")
    
    using namespace std;
    
    
    struct edge
    {
    	int in;
    	int c; //over limit flow
    	edge*nxt;
    	edge*ptr;
    }pool[1000050];
    edge*et;
    edge*eds[2050];
    inline edge*addedge(int i,int j,int c)
    {
    	et->ptr=et+1;
    	et->in=j; et->c=c; et->nxt=eds[i]; eds[i]=et++;
    	et->ptr=et-1;
    	et->in=i; et->c=0; et->nxt=eds[j]; eds[j]=et++;
    	return et-1;
    }
    #define FOREACH_EDGE(i,j) for(edge*i=eds[j];i;i=i->nxt)
    
    const int INF=(1<<30)-1;
    
    int n;
    
    int st,ed;
    int dep[2050];
    bool used[2050];
    int DFS(int x,int mi)
    {
    	if(x==ed) return mi;
    	used[x]=true;
    	int res=0,c;
    	FOREACH_EDGE(i,x)
    	if(i->c>0 && dep[x]+1==dep[i->in] && !used[i->in] && ( c=DFS(i->in,min(mi,i->c)) ))
    	{
    		i->c-=c;
    		i->ptr->c+=c;
    		res+=c;
    		mi-=c;
    		if(mi<=0) break;
    	}
    	used[x]=false;
    	if(res<=0) dep[x]=-1;
    	return res;
    }
    
    int q[2050];
    int qh,qt;
    int DINIC(int s,int e)
    {
    	st=s,ed=e;
    	
    	int res=0;
    	
    	while(true)
    	{
    		for(int i=0;i<n;i++)
    		dep[i]=-1;
    		
    		qh=qt=0;
    		q[qt++]=st;
    		dep[st]=0;
    		
    		while(qh!=qt)
    		{
    			int&cur=q[qh];
    			FOREACH_EDGE(i,cur)
    			if(i->c>0 && dep[i->in]==-1)
    			{
    				dep[i->in]=dep[cur]+1;
    				q[qt++]=i->in;
    			}
    			qh++;
    		}
    		
    		if(dep[ed]==-1) break;
    		
    		res+=DFS(st,INF);
    	}
    	
    	return res;
    }
    
    
    int dtot,gtot;
    
    //blocks define
    #define TIME(i) (i)
    #define GIRL(i) (dtot+i)
    #define Source (dtot+gtot)
    #define Sink (dtot+gtot+1)
    #define SSource (dtot+gtot+2)
    #define SSink (dtot+gtot+3)
    
    edge*rd[400000];
    edge*rt[400000];
    int rtot;
    
    inline void addedge_lim(int i,int j,int c,int d,int k) //c is the lower limit.
    {
    	rd[rtot]=addedge(SSource,j,c);
    	addedge(i,SSink,c);
    	rt[rtot]=addedge(i,j,d-c);
    	if(k)rtot++;
    }
    
    int R[400000];
    
    int main()
    {
    	while(scanf("%d%d",&dtot,>ot)>0)
    	{
    		//Init
    		
    		n=dtot+gtot+4;
    		
    		for(int i=0;i<n;i++) eds[i]=NULL;
    		et=pool;
    		
    		
    		//read graph
    		rtot=0;
    		
    		for(int i=0;i<gtot;i++)
    		{
    			int c;
    			scanf("%d",&c);
    			addedge_lim(GIRL(i),Sink,c,INF,0);
    		}
    		
    		addedge_lim(Sink,Source,0,INF,0);
    		
    		for(int i=0;i<dtot;i++)
    		{
    			int p,c;
    			scanf("%d%d",&p,&c);
    			addedge_lim(Source,TIME(i),0,c,0);
    			for(int j=0;j<p;j++)
    			{
    				int t,c,d;
    				scanf("%d%d%d",&t,&c,&d);
    				addedge_lim(TIME(i),GIRL(t),c,d,1);
    			}
    		}
    		
    		//flow lower limit
    		DINIC(SSource,SSink);
    		
    		int ok=1;
    		FOREACH_EDGE(i,SSource)
    		if(i->c>0) { ok=0; break; }
    		
    		if(!ok)
    		{
    			printf("-1\n\n");
    			continue;
    		}
    		
    		//record
    		for(int i=0;i<rtot;i++)
    		R[i]=rd[i]->c;
    		
    		
    		//original max flow
    		
    		FOREACH_EDGE(i,SSource)
    		{
    			i->c=0;
    			i->ptr->c=0;
    		}
    		
    		FOREACH_EDGE(i,SSink)
    		{
    			i->c=0;
    			i->ptr->c=0;
    		}
    		
    		int maxflow=DINIC(Source,Sink);
    
    		printf("%d\n",maxflow);
    		
    		for(int i=0;i<rtot;i++)
    		printf("%d\n",R[i]+rt[i]->c);
    		printf("\n");
    	}
    	
    	return 0;
    }





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