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  • 深海机器人 网络流

    P4012 深海机器人问题

    题目描述

    深海资源考察探险队的潜艇将到达深海的海底进行科学考察。

    潜艇内有多个深海机器人。潜艇到达深海海底后,深海机器人将离开潜艇向预定目标移动。

    深海机器人在移动中还必须沿途采集海底生物标本。沿途生物标本由最先遇到它的深海机器人完成采集。

    每条预定路径上的生物标本的价值是已知的,而且生物标本只能被采集一次。

    本题限定深海机器人只能从其出发位置沿着向北或向东的方向移动,而且多个深海机器人可以在同一时间占据同一位置。

    用一个 P imes QP×Q 网格表示深海机器人的可移动位置。西南角的坐标为 (0,0)(0,0),东北角的坐标为 (Q,P)(Q,P) 。

    给定每个深海机器人的出发位置和目标位置,以及每条网格边上生物标本的价值。

    计算深海机器人的最优移动方案, 使深海机器人到达目的地后,采集到的生物标本的总价值最高。

    输入输出格式

    输入格式:

    文件的第 11 行为深海机器人的出发位置数 aa,和目的地数 bb 。

    第 22 行为 PP 和 QQ 的值。

    接下来的 P+1P+1 行,每行有 QQ 个正整数,表示向东移动路径上生物标本的价值,行数据依从南到北方向排列。

    再接下来的 Q+1Q+1 行,每行有 PP 个正整数,表示向北移动路径上生物标本的价值,行数据依从西到东方向排列。

    接下来的 aa 行,每行有 33 个正整数 k,x,yk,x,y,表示有 kk 个深海机器人从 (x,y)(x,y) 位置坐标出发。

    再接下来的 bb 行,每行有 33 个正整数 r,x,yr,x,y ,表示有 rr 个深海机器人可选择 (x,y)(x,y) 位置坐标作为目的地。

    a行和b行输入时横纵坐标要反过来

    输出格式:

    输出采集到的生物标本的最高总价值.

    输入输出样例

    输入样例#1: 复制
    1 1
    2 2
    1 2
    3 4
    5 6
    7 2
    8 10
    9 3
    2 0 0
    2 2 2
    输出样例#1: 复制
    42

    说明

    1leq P,Qleq151P,Q15

    1leq aleq 41a4

    1leq bleq 61b6

    这个题目,很容易让人想到是最小费用最大流,但是看到这么小的数据范围就会好一点吧。

    讲一下这个题目的思路:

    这个题目建图就是按照这个坐标轴建图,每一个点连线它可以走的下一个点,坐标源点和s点相连,(p,q),和汇点t相连。

    不过这个输入有点恶心,我是用的map和pair来记录输入的,还有很多别的方法。

    因为这个输入的是边权,所以每一个边你只走一次就容量设置成1费用设置成你输入的那个数就可以了,

    还有就是说每一个点可以走很多次,这个就是说这个边可以经过很多次,这个就再存一次这个边容量为inf,费用为0就可以了。

    这个题目和火星探险很像,可以写写那个。

    #include <cstdio>
    #include <cstdlib>
    #include <queue>
    #include <vector>
    #include <iostream>
    #include <algorithm>
    #include <map>
    #include <cstring>
    #include <cmath>
    #include <string>
    #define inf 0x3f3f3f3f
    using namespace std;
    typedef long long ll;
    const int INF = 0x3f3f3f3f;
    const int maxn = 1e5;
    struct edge
    {
        int u, v, c, f, cost;
        edge(int u, int v, int c, int f, int cost) :u(u), v(v), c(c), f(f), cost(cost) {}
    };
    vector<edge>e;
    vector<int>G[maxn];
    int a[maxn];//找增广路每个点的水流量
    int p[maxn];//每次找增广路反向记录路径
    int d[maxn];//SPFA算法的最短路
    int inq[maxn];//SPFA算法是否在队列中
    int s, t;
    void init()
    {
        for (int i = 0; i <=maxn; i++)G[i].clear();
        e.clear();
    }
    void add(int u, int v, int c, int cost)
    {
        e.push_back(edge(u, v, c, 0, cost));
        e.push_back(edge(v, u, 0, 0, -cost));
        int m = e.size();
        G[u].push_back(m - 2);
        G[v].push_back(m - 1);
    }
    bool bellman(int s, int t, int& flow, long long & cost)
    {
        memset(d, inf, sizeof(d));
        memset(inq, 0, sizeof(inq));
        d[s] = 0; inq[s] = 1;//源点s的距离设为0,标记入队
        p[s] = 0; a[s] = INF;//源点流量为INF(和之前的最大流算法是一样的)
    
        queue<int>q;//Bellman算法和增广路算法同步进行,沿着最短路拓展增广路,得出的解一定是最小费用最大流
        q.push(s);
        while (!q.empty())
        {
            int u = q.front();
            q.pop();
            inq[u] = 0;//入队列标记删除
            for (int i = 0; i < G[u].size(); i++)
            {
                edge & now = e[G[u][i]];
                int v = now.v;
                if (now.c > now.f && d[v] > d[u] + now.cost)
                    //now.c > now.f表示这条路还未流满(和最大流一样)
                    //d[v] > d[u] + e.cost Bellman 算法中边的松弛
                {
                    d[v] = d[u] + now.cost;//Bellman 算法边的松弛
                    p[v] = G[u][i];//反向记录边的编号
                    a[v] = min(a[u], now.c - now.f);//到达v点的水量取决于边剩余的容量和u点的水量
                    if (!inq[v]) { q.push(v); inq[v] = 1; }//Bellman 算法入队
                }
            }
        }
        if (d[t] == inf)return false;//找不到增广路
        flow += a[t];//最大流的值,此函数引用flow这个值,最后可以直接求出flow
        cost += (long long)d[t] * (long long)a[t];//距离乘上到达汇点的流量就是费用
        for (int u = t; u != s; u = e[p[u]].u)//逆向存边
        {
            e[p[u]].f += a[t];//正向边加上流量
            e[p[u] ^ 1].f -= a[t];//反向边减去流量 (和增广路算法一样)
        }
        return true;
    }
    int MaxcostMaxflow(int s, int t, long long & cost)
    {
        cost = 0;
        int flow = 0;
        while (bellman(s, t, flow, cost));//由于Bellman函数用的是引用,所以只要一直调用就可以求出flow和cost
        return flow;//返回最大流,cost引用可以直接返回最小费用
    }
    map<pair<int, int>, int > mp;
    int main()
    {
        int n, m, P, Q;
        while (cin >> n >> m >> P >> Q)
        {
            init();
            int id = 2;
            for (int i = 0; i <= P; i++)
            {
                for (int j = 0; j <= Q; j++)
                {
                    mp[make_pair(i, j)] = id++;
                }
            }
            s = 0, t = 1;
            for (int i = 0; i <= P; i++)
            {
                for (int j = 1; j <= Q; j++)
                {
                    int x;
                    cin >> x;
                    add(mp[make_pair(i, j - 1)], mp[make_pair(i, j)], 1, -x);
                    add(mp[make_pair(i, j - 1)], mp[make_pair(i, j)], inf, 0);
                }
            }
            for (int i = 0; i <= Q; i++)
            {
                for (int j = 1; j <= P; j++)
                {
                    int x;
                    cin >> x;
                    add(mp[make_pair(j - 1, i)], mp[make_pair(j, i)], 1, -x);
                    add(mp[make_pair(j - 1, i)], mp[make_pair(j, i)], inf, 0);
                }
            }
            for (int i = 1; i <= n; i++)
            {
                int x, y, k;
                cin >> k >> x >> y;
                add(s, mp[make_pair(x, y)], k, 0);
            }
            for (int i = 1; i <= m; i++)
            {
                int k, x, y;
                cin >> k >> x >> y;
                add(mp[make_pair(x, y)], t, k, 0);
            }
            ll cost = 0;
            int ans = MaxcostMaxflow(s, t, cost);
            printf("%lld
    ", -cost);
        }
        return 0;
    }
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