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  • 洛谷 [P251] 餐巾计划问题

    有上下界的最小费用最大流

    可以联想到供求平衡问题,所以我们要拆点做这道题

    把每天分为二分图两个集合中的顶点Xi,Yi,建立附加源S汇T。

    1、从S向每个Xi连一条容量为ri,费用为0的有向边。
    2、从每个Yi向T连一条容量为ri,费用为0的有向边。
    3、从S向每个Yi连一条容量为无穷大,费用为p的有向边。
    4、从每个Xi向Xi+1(i+1<=N)连一条容量为无穷大,费用为0的有向边。
    5、从每个Xi向Yi+m(i+m<=N)连一条容量为无穷大,费用为f的有向边。
    6、从每个Xi向Yi+n(i+n<=N)连一条容量为无穷大,费用为s的有向边。

    求网络最小费用最大流,费用流值就是要求的最小总花费。

    这个问题的主要约束条件是每天的餐巾够用,而餐巾的来源可能是最新购买,也可能是前几天送洗,今天刚刚洗好的餐巾。每天用完的餐巾可以选择送到快洗部或慢洗部,或者留到下一天再处理。

    经过分析可以把每天要用的和用完的分离开处理,建模后就是二分图。二分图X集合中顶点Xi表示第i天用完的餐巾,其数量为ri,每天用完的餐巾可以选择留到下一天(Xi->Xi+1),不需要花费,送到快洗部(Xi->Yi+m),费用为f,送到慢洗部(Xi->Yi+n),费用为s。每天需要的餐巾除了刚刚洗好的餐巾,还可能是新购买的(S->Yi),费用为p。
    在Xi与Yi之间还需要连一条容量为ri的边,但是这条边必须满流,所以我们要用有上下界最大流的思想,将这条边拆开,并接入源汇.

    在网络上求出的最小费用最大流,满足了问题的约束条件(因为在这个图上最大流一定可以使与T连接的边全部满流,其他边只要有可行流就满足条件),而且还可以保证总费用最小,就是我们的优化目标。

    #include <iostream>
    #include <cstdio>
    #include <cstring>
    #include <algorithm>
    #include <queue>
    #define inf 0x6f6f6f6f6f6f6f6f
    using namespace std;
    const int MAXN=6000,MAXM=2000005;
    long long mincost,head[MAXN],dis[MAXN],n,s,t,nume,c1,c2,c3,d1,d2,pre[MAXN],delta[MAXN];
    struct edge{
    	long long to,nxt,cap,flow;
    	long long cost;
    }e[MAXM];
    void adde(long long from,long long to,long long cap,long long cost){
    	e[++nume].to=to;
    	e[nume].cap=cap;
    	e[nume].cost=cost;
    	e[nume].nxt=head[from];
    	head[from]=nume;
    }
    queue<int>q;
    bool f[MAXN];
    bool SPFA(){
    	memset(dis,0x6f,sizeof(dis));
    //	memset(f,0,sizeof(f));
    //	memset(pre,0,sizeof(pre));
    //	while(!q.empty()) q.pop();
    	q.push(s);dis[s]=0;f[s]=1;delta[s]=inf;pre[s]=0;
    	while(!q.empty()){
    		int u=q.front();q.pop();f[u]=0;
    		for(int i=head[u];i;i=e[i].nxt){
    			int v=e[i].to;
    			if(dis[v]>dis[u]+e[i].cost&&e[i].flow<e[i].cap){
    				dis[v]=dis[u]+e[i].cost;
    				delta[v]=min(delta[u],e[i].cap-e[i].flow);
    				pre[v]=i;
    				if(!f[v]) f[v]=1,q.push(v);
    			}
    		}
    	}
    	return dis[t]!=inf;
    }
    void MCMF(){
    	while(SPFA()){
    		for(int i=pre[t];i;i=pre[e[((i-1)^1)+1].to]){
    			e[i].flow+=delta[t];
    			e[((i-1)^1)+1].flow-=delta[t];
    			mincost+=delta[t]*e[i].cost;
    		}	
    	}
    }
    int main(){
    	cin>>n>>c1>>d1>>c2>>d2>>c3;
    	s=0;t=n*2+1;
    	for(int i=1;i<=n;i++){
    		long long kkk=0;
    		cin>>kkk;
    		adde(i,t,kkk,0);adde(t,i,0,0);
    		adde(s,i+n,kkk,0);adde(i+n,s,0,0);
    		if(i+d1<=n){
    			adde(i+n,i+d1,inf,c2);adde(i+d1,i+n,0,-c2);
    		}
    		if(i+d2<=n){
    			adde(i+n,i+d2,inf,c3);adde(i+d2,i+n,0,-c3);
    		}
    		if(i<n){
    			//adde(i,i+1,kkk,0);adde(i+1,i,0,0);
    			adde(i+n,i+n+1,inf,0);adde(i+n+1,i+n,0,0);
    		}
    		adde(s,i,inf,c1);adde(i,s,0,-c1);
    	}
    	MCMF();
    	cout<<mincost<<endl;
    	return 0;
    }
    
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