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    学习笔记 - 2sat

    决定重新启用Markdown……只是因为它支持MathJax数学公式
    noip考完,既轻松又无奈,回来慢慢填坑
    这篇博客也是拖了好久,通过kuangbin的博客才弄懂2-sat的


    2-sat问题

    先说sat问题——指一种每个变量只有两个值(true or false),并且给出一些限制,每个限制的基本形式为:

    (a XOR/OR/AND b XOR/OR/AND c (etc.) = true)

    另外当每个限制涉及的变量只有两个时,这类问题称为2-sat问题,即 (a XOR/OR/AND b=true),当然也可以限制值为 false,在这里a,b也可以不保证不同。求这样的问题的解,即每一个变量选或不选。


    2-sat问题的建模

    假设现在有N个变量形成2-sat问题。

    由于一个变量要么为true,要么为false;我们可以把变量拆分成两个点——一个点表示true,另一个表示false,这样一来我们有 2N 个点,也就是 N 个点对;下面我们称 A、A' 分别表示变量A选、不选。然后我们称“一个变量的状态”为“这个状态所对应的点选或不选”。

    我们可以将点连边,边(X,Y)表示选X就必须选Y;下面举两种最基本的例子:

    ①选变量A就必须选变量B,则连 (A,B) (B',A) 两条有向边
    ②必须选变量A,则连 (A',A) 的有向边


    1-可行性问题求解

    即判断某一方案是否可行。常用于检验二分答案

    通过求强连通分量求解——如果 点v 和 点v' 同时存在于一个强连通分量中,则说明从“选 变量v” 这一起点出发,可以推导出“不选 变量v”(反过来说也一样),这样就是不合法的。换句话说,点v 和 点v' 不能在同一个强连通分量中。

    求强连通分量的话这里就用一个常规的方法——先从某个点出发DFS遍历能够到达的点,当退出一个DFS函数时,将当前的点压入队列中(建议手写队列,因为这里只是用来储存变量)。

    上面是DFS1,每个点只能遍历一次。

    然后依次访问队列中的点,然后从当前枚举到的队列中的点X出发进行DFS,将遍历到的点所属的“块”(blk)都设为与点X相同的“块”。这样一个“块”就是一个强连通分量。

    最后枚举每一个变量i,检查 点i 和 点i' 是否在一个强连通分量中,如果存在,则不可行。

    举个例子:HDU 3622 Bomb Game

    [题意]

    你需要在平面上放n个炸弹——放置第i个炸弹时,你需要在((Ax_i,Ay_i))((Bx_i,By_i))两个位置中选择一个位置放置。每个炸弹的爆炸半径都是k,任意两个炸弹的爆炸范围不能重叠(可以相切)。求k最大为多少。

    [解析]

    很容易想到二分答案,放置第i个炸弹时选择 第一个位置 定义为“选择i”,选择第二个位置 定义为“不选择i”,这样就形成了一个2-sat问题。

    根据二分出来的k可以求出重叠的炸弹,如果炸弹i与炸弹j重叠,则说明放炸弹i就不能放炸弹j,根据这个连边,2-sat判断合法性即可。

    [源代码]

    /*Lucky_Glass*/
    #include<bits/stdc++.h>
    using namespace std;
    const int N=100,M=40000;
    const double EPS=1e-5;
    int n;
    
    struct POINT{
    	int x,y;
    }s[N*2+5];
    inline double Dist2(int a,int b){
    	return 1.0*(s[a].x-s[b].x)*(s[a].x-s[b].x)+1.0*(s[a].y-s[b].y)*(s[a].y-s[b].y);
    }
    
    struct EDGE{
    	int to,nxt;
    }edg1[M+5],edg2[M+5];
    int hed1[N*2+5],hed2[N*2+5];
    int cnt1,cnt2;
    void AddEdge(int u,int v){ //连边,正反图都要连
    	edg1[cnt1].to=v;
    	edg1[cnt1].nxt=hed1[u];
    	hed1[u]=cnt1++;
    	edg2[cnt2].to=u;
    	edg2[cnt2].nxt=hed2[v];
    	hed2[v]=cnt2++;
    }
    void ClearMap(){ //清空图
    	memset(hed1,-1,sizeof hed1);
    	memset(hed2,-1,sizeof hed2);
    	cnt1=cnt2=0;
    }
    
    int Pop[N*2+5],blk[N*2+5];
    bool vis[N*2+5];
    int blkcnt;
    void DFS1(int u){ //求出每个点退出DFS的顺序
    	vis[u]=true;
    	for(int i=hed1[u];i!=-1;i=edg1[i].nxt)
    		if(!vis[edg1[i].to])
    			DFS1(edg1[i].to);
    	Pop[++Pop[0]]=u;
    }
    void DFS2(int u){ //求强连通分量
    	vis[u]=true;blk[u]=blkcnt; //blk[i]表示i所属的联通块编号
    	for(int i=hed2[u];i!=-1;i=edg2[i].nxt)
    		if(!vis[edg2[i].to])
    			DFS2(edg2[i].to);
    }
    bool Check(){
    	Pop[0]=blkcnt=0;
    	memset(vis,false,sizeof vis);
    	for(int i=0;i<2*n;i++)
    		if(!vis[i])
    			DFS1(i);
    	memset(vis,false,sizeof vis);
    	for(int i=Pop[0];i>=1;i--) //按照退出顺序
    		if(!vis[Pop[i]]){
    			blkcnt++;
    			DFS2(Pop[i]);
    		}
    	for(int i=0;i<n;i++)
    		if(blk[i*2]==blk[i*2+1]) //如果不合法
    			return false;
    	return true;
    }
    
    int main(){
    	while(~scanf("%d",&n)){
    		for(int i=0;i<n;i++)
    			for(int j=i*2;j<=i*2+1;j++)
    				scanf("%d%d",&s[j].x,&s[j].y);
    		double lef=0,rig=40000.0;
    		while(rig-lef>=EPS){
    			double mid=(lef+rig)/2;
    			ClearMap();
    			for(int i=0;i<n*2;i++) //O(n^2)连边 :)
    				for(int j=i%2? i+1:i+2;j<2*n;j++)
    					if(Dist2(i,j)<4*mid*mid)
    						AddEdge(i,j^1),
    						AddEdge(j,i^1);
    			if(Check()) lef=mid;
    			else rig=mid;
    		}
    		printf("%.2lf
    ",rig);
    	}
    	return 0;
    }
    

    (坑还没填完,下一个弄懂再写 TAT)
    更新-(2018/11/17);终于把后面一道题弄懂了

    另外一个例子……POJ 3207 Ikki's Story IV - Panda's Trick

    想法比较丰富……另外写一个blog……


    (mathcal The End)

    (mathcal Thanks for reading!)

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/LuckyGlass-blog/p/9965950.html
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