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  • BZOJ4514: [Sdoi2016]数字配对

    BZOJ4514: [Sdoi2016]数字配对

    Description

    有 n 种数字,第 i 种数字是 ai、有 bi 个,权值是 ci。
    若两个数字 ai、aj 满足,ai 是 aj 的倍数,且 ai/aj 是一个质数,
    那么这两个数字可以配对,并获得 ci×cj 的价值。
    一个数字只能参与一次配对,可以不参与配对。
    在获得的价值总和不小于 0 的前提下,求最多进行多少次配对。

    Input

    第一行一个整数 n。
    第二行 n 个整数 a1、a2、……、an。
    第三行 n 个整数 b1、b2、……、bn。
    第四行 n 个整数 c1、c2、……、cn。

    Output

     一行一个数,最多进行多少次配对

    Sample Input

    3
    2 4 8
    2 200 7
    -1 -2 1

    Sample Output

    4

    HINT

     n≤200,ai≤10^9,bi≤10^5,∣ci∣≤10^5


    题解Here!
    比较裸的最大费用最大流,然而我调了$1h$,后来发现全改$long long$就过了。。。
    什么鬼。。。
    首先扎住题目关键:
    一个数字能且只能匹配一次。

    一次代表什么?代表用到一定上限就不能再用,同时每用一次会产生价值。
    上限?价值?
    网络流!
    把一次匹配设为一点流量,那产生的价值不就是费用了吗?
    我们考虑把一种数字抽象成一个点,可以匹配的数字之间连边,费用为$c[i] imes c[j]$,流量上限为.....
    等等,流量上限怎么设?
    而且还有一个问题:这里的匹配是双向的,虽然可以$O(n^2)$出所有匹配对,但是网络流要求是单向边啊!
    别急,我们先来分析一下两个满足匹配条件的数,有什么性质。
    设$i=p imes j$,其中$p$是一个质数。
    那我们考虑$i$和$j$的质因数分解,会发现:它们俩分解出的质因数个数之间正好差一!
    这说明了什么?
    这说明匹配只有可能在质因数个数奇偶性不同的数对之间存在,而如果根据质因数个数的奇偶性把数分成两组,那么所有边都在两组之间!
    这是什么?
    二分图啊!
    那么我们就可轻易把每条边定向成从奇数侧到偶数侧了!
    接下来的事就简单了:
    建立源点$S$和汇点$T$,从$S$连边到所有质因数个数为奇数的点$i$,费用为$0$,容量为$b[i]$,质因数个数为偶数的点连到$T$,同理。
    这样,我们也一同限制了每个点最多流出去不超过$b[i]$的流量,也就是不发生超过$b[i]$次和这个数字有关的匹配。
    因此对于原图中的可行匹配,只要连边,费用为$c[i] imes c[j]$,流量上限$MAX$。
    然后跑最大费用最大流。
    等一下,这道题是要求费用非负时的最大流量啊?
    没关系,我们来贪心一波:
    我们每次在图中做一个$SPFA$,找到费用最大的增广路,设它的总长度(费用)为$maxn$,同时设当前总费用为$maxcost$。
    如果$maxn<-maxcost$,那么即使加上$1$的流量,总费用也负数了,这个时候结束循环,输出总流量$maxflow$即可
    否则,如果$maxn>=0$,那么非常高兴,我们随便加,流量越多越好。
    如果$maxn<0$,那么也没有问题,我们只要令流的流量为$min(flow[t],frac{maxcost}{-maxn})$,其中$flow[t]$为当前增广路的流量上限。
    这样一直循环,直到因为上面的原因跳出,或者图不连通了为止,输出总流量$maxflow$,就是最大匹配数了。
    贪心的证明很显然,我们每次都是取最优走,而且后面的决策肯定没有当前优,就证完了。

    最大费用最大流怎么做?emmm......
    把所有的费用变成相反数,跑最小费用最大流,最后把费用再变成相反数即可。
    然而并不知道那些直接把$>$改成$<$的人是怎么过的。。。
    附代码:
    #include<iostream>
    #include<algorithm>
    #include<cstdio>
    #include<queue>
    #define MAXN 210
    #define MAXM 100010
    #define MAX (1LL<<62)
    using namespace std;
    int n,s,t,c=2;
    long long maxflow=0,maxcost=0;
    int head[MAXN],deep[MAXN],fa[MAXN];
    long long path[MAXN],flow[MAXN];
    bool vis[MAXN];
    int k=0,prime[MAXM];
    bool np[MAXM];
    struct Graph{
    	int next,to;
    	long long w,cost;
    }a[MAXM<<1];
    struct Number{
    	long long a,b,c,s;
    }num[MAXN];
    inline long long read(){
    	long long date=0,w=1;char c=0;
    	while(c<'0'||c>'9'){if(c=='-')w=-1;c=getchar();}
    	while(c>='0'&&c<='9'){date=date*10+c-'0';c=getchar();}
    	return date*w;
    }
    void make(){
    	int m=MAXN-10;
    	np[0]=np[1]=true;
    	for(int i=2;i<=m;i++){
    		if(!np[i])prime[++k]=i;
    		for(int j=1;j<=k&&prime[j]*i<=m;j++){
    			np[prime[j]*i]=true;
    			if(i%prime[j]==0)break;
    		}
    	}
    }
    inline int count(int x){
    	int s=0;
    	for(int i=1;i<=k&&prime[i]*prime[i]<=x&&x>1;i++){while(x%prime[i]==0){x/=prime[i];s++;}}
    	if(x>1)s++;
    	return s;
    }
    inline int relax(int u,int v,int i,long long w,long long cost){
    	if(path[v]>path[u]+cost){
    		path[v]=path[u]+cost;
    		fa[v]=u;
    		deep[v]=i;
    		flow[v]=min(flow[u],w);
    		return 1;
    	}
    	return 0;
    }
    inline void add(int u,int v,long long w,long long cost){
    	a[c].to=v;a[c].w=w;a[c].cost=-cost;a[c].next=head[u];head[u]=c++;
    	a[c].to=u;a[c].w=0;a[c].cost=cost;a[c].next=head[v];head[v]=c++;
    }
    bool spfa(){
    	int u,v;
    	queue<int> q;
    	for(int i=1;i<=t;i++){path[i]=MAX;vis[i]=false;fa[i]=-1;deep[i]=0;}
    	path[s]=0;
    	vis[s]=true;
    	fa[s]=0;
    	flow[s]=MAX;
    	q.push(s);
    	while(!q.empty()){
    		u=q.front();
    		q.pop();
    		vis[u]=false;
    		for(int i=head[u];i;i=a[i].next){
    			v=a[i].to;
    			if(a[i].w&&relax(u,v,i,a[i].w,a[i].cost)&&!vis[v]){
    				vis[v]=true;
    				q.push(v);
    			}
    		}
    	}
    	if(path[t]==MAX)return false;
    	return true;
    }
    void EK(){
    	long long nowflow;
    	while(spfa()){
    		path[t]=-path[t];
    		if(path[t]+maxcost<0)break;
    		if(path[t]>=0)nowflow=flow[t];
    		else nowflow=min(flow[t],maxcost/(-path[t]));
    		maxflow+=nowflow;
    		maxcost+=nowflow*path[t];
    		for(int i=t;i!=s;i=fa[i]){
    			a[deep[i]].w-=nowflow;
    			a[deep[i]^1].w+=nowflow;
    		}
    	}
    }
    void work(){
    	EK();
    	printf("%lld
    ",maxflow);
    }
    void init(){
    	make();
    	n=read();
    	s=n+1;t=n+2;
    	for(int i=1;i<=n;i++){
    		num[i].a=read();
    		num[i].s=count(num[i].a);
    	}
    	for(int i=1;i<=n;i++){
    		num[i].b=read();
    		if(num[i].s&1)add(s,i,num[i].b,0);
    		else add(i,t,num[i].b,0);
    	}
    	for(int i=1;i<=n;i++)num[i].c=read();
    	for(int i=1;i<=n;i++)
    	for(int j=i+1;j<=n;j++)
    	if((num[i].a%num[j].a==0&&num[i].s==num[j].s+1)||(num[j].a%num[i].a==0&&num[j].s==num[i].s+1)){
    		if(num[i].s%2)add(i,j,MAX,num[i].c*num[j].c);
    		else add(j,i,MAX,num[i].c*num[j].c);
    	}
    }
    int main(){
    	init();
    	work();
        return 0;
    }
    
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