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  • hdu 2255 奔小康赚大钱(KM算法)

    hdu 2255 奔小康赚大钱

    Description
    传说在遥远的地方有一个很富裕的村落,有一天,村长决定进行制度改革:又一次分配房子。


    这但是一件大事,关系到人民的住房问题啊。村里共同拥有n间房间,刚好有n家老百姓,考虑到每家都要有房住(假设有老百姓没房子住的话,easy引起不安定因素),每家必须分配到一间房子且仅仅能得到一间房子。
    还有一方面,村长和另外的村领导希望得到最大的效益,这样村里的机构才会有钱.因为老百姓都比較富裕,他们都能对每一间房子在他们的经济范围内出一定的价格,比方有3间房子,一家老百姓能够对第一间出10万,对第2间出2万,对第3间出20万.(当然是在他们的经济范围内).如今这个问题就是村领导如何分配房子才干使收入最大.(村民即使有钱购买一间房子但不一定能买到,要看村领导分配的).

    Input
    输入数据包括多组測试用例,每组数据的第一行输入n,表示房子的数量(也是老百姓家的数量),接下来有n行,每行n个数表示第i个村名对第j间房出的价格(n<=300)。

    Output
    请对每组数据输出最大的收入值,每组的输出占一行。

    Sample Input

    2
    100 10
    15 23

    Sample Output

    123

    (转)
    【KM算法及其详细过程】
    (1)可行点标:每一个点有一个标号,记lx[i]为X方点i的标号,ly[j]为Y方点j的标号。假设对于图中的随意边(i, j, W)都有lx[i]+ly[j]>=W。则这一组点标是可行的。特别地。对于lx[i]+ly[j]=W的边(i, j, W),称为可行边;
    (2)KM 算法的核心思想就是通过改动某些点的标号(但要满足点标始终是可行的),不断添加图中的可行边总数,直到图中存在仅由可行边组成的全然匹配为止,此时这个 匹配一定是最佳的(因为由可行点标的的定义。图中的随意一个全然匹配,其边权总和均不大于全部点的标号之和,而仅由可行边组成的全然匹配的边权总和等于所 有点的标号之和。故这个匹配是最佳的)。一開始。求出每一个点的初始标号:lx[i]=max{e.W|e.x=i}(即每一个X方点的初始标号为与这个X方 点相关联的权值最大的边的权值),ly[j]=0(即每一个Y方点的初始标号为0)。这个初始点标显然是可行的,而且,与随意一个X方点关联的边中至少有一条可行边。
    (3)然后。从每一个X方点開始DFS增广。DFS增广的过程与最大匹配的Hungary算法基本同样,仅仅是要注意两点:一是仅仅找可行边,二是要把搜索过程中遍历到的X方点全部记下来(能够用vst搞一下),以进行后面的改动。
    (4) 增广的结果有两种:若成功(找到了增广轨),则该点增广完毕,进入下一个点的增广。

    若失败(没有找到增广轨)。则须要改变一些点的标号。使得图中可行边的 数量添加。

    方法为:将全部在增广轨中(就是在增广过程中遍历到)的X方点的标号全部减去一个常数d,全部在增广轨中的Y方点的标号全部加上一个常数d,则 对于图中的随意一条边(i, j, W)(i为X方点。j为Y方点):
    <1>i和j都在增广轨中:此时边(i, j)的(lx[i]+ly[j])值不变。也就是这条边的可行性不变(原来是可行边则如今仍是,原来不是则如今仍不是);
    <2>i在增广轨中而j不在:此时边(i, j)的(lx[i]+ly[j])的值降低了d,也就是原来这条边不是可行边(否则j就会被遍历到了),而如今可能是;
    <3>j在增广轨中而i不在:此时边(i, j)的(lx[i]+ly[j])的值添加了d。也就是原来这条边不是可行边(若这条边是可行边,则在遍历到j时会紧接着运行DFS(i),此时i就会被遍历到)。如今仍不是。
    <4>i和j都不在增广轨中:此时边(i, j)的(lx[i]+ly[j])值不变,也就是这条边的可行性不变。
    这 样。在进行了这一步改动操作后。图中原来的可行边仍可行,而原来不可行的边如今则可能变为可行边。

    那么d的值应取多少?显然。整个点标不能失去可行性,也 就是对于上述的第<2>类边,其lx[i]+ly[j]>=W这一性质不能被改变,故取全部第<2>类边的 (lx[i]+ly[j]-W)的最小值作为d值就可以。这样一方面能够保证点标的可行性。还有一方面,经过这一步后。图中至少会添加一条可行边。
    (5)改动后,继续对这个X方点DFS增广。若还失败则继续改动。直到成功为止;
    (6)以上就是KM算法的基本思路。但是朴素的实现方法,时间复杂度为O(n4)——须要找O(n)次增广路。每次增广最多须要改动O(n)次顶标,每次改动顶 标时因为要枚举边来求d值,复杂度为O(n2)。实际上KM算法的复杂度是能够做到O(n3)的。

    我们给每一个Y顶点一个“松弛量”函数slack,每次开 始找增广路时初始化为无穷大。

    在寻找增广路的过程中。检查边(i,j)时,假设它不在相等子图中,则让slack[j]变成原值与 A[i]+B[j]-w[i,j]的较小值。这样,在改动顶标时。取全部不在交错树中的Y顶点的slack值中的最小值作为d值就可以。

    但还要注意一点:修 改顶标后,要把全部不在交错树中的Y顶点的slack值都减去d

    题目大意:中文题。

    解题思路:KM算法模板题,用来熟悉巩固KM算法。

    #include <cstdio>
    #include <cstring>
    #include <algorithm>
    #include <cmath>
    #include <cstdlib>
    using namespace std;
    
    const int N = 305;
    const int INF = 0x3f3f3f3f;
    typedef long long ll;
    int W[N][N];
    int Lx[N], Ly[N];
    int left[N];
    bool S[N], T[N];
    int n;
    
    bool match(int i) {
        S[i] = true;
        for (int j = 1; j <= n; j++) {
            if (Lx[i] + Ly[j] == W[i][j] && !T[j]) {
                T[j] = true;
                if (!left[j] || match(left[j])) {
                    left[j] = i;
                    return true;
                }
            }   
        }
        return false;
    }
    
    void update() {
        int a = INF; 
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            if (!S[i]) continue;
            for (int j = 1; j <= n; j++) {
                if (T[j]) continue; 
                a = min(a, Lx[i] + Ly[j] - W[i][j]);
            }
        }
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            if (S[i]) Lx[i] -= a;
            if (T[i]) Ly[i] += a;
        }
    }
    
    void KM() {
        //初始时为了使Lx[i]+Ly[j]>=W[i, j]恒成立。令Lx[i]为全部与顶点Xi关联的边的最大权,Ly[j]=0
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            left[i] = Lx[i] = Ly[i] = 0;    
            for (int j = 1; j <= n; j++) {
                Lx[i] = max(Lx[i], W[i][j]);    
            }
        }
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            while (1) {
                for (int j = 1; j <= n; j++) S[j] = T[j] = 0;
                if (match(i)) break;
                else update();
            }   
        }
    }
    
    void input() {
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            for (int j = 1; j <= n; j++) {
                scanf("%d", &W[i][j]);  
            }   
        }
    }
    
    void solve() {
        KM();
        int ans = 0;
        for (int i = 1; i <= n; i++) {
            if (left[i]) {
                ans += W[left[i]][i];   
            }
        }
        printf("%d
    ", ans);
    }
    
    int main() {
        while (scanf("%d", &n) != EOF) {
            input();            
            solve();
        }
        return 0;
    }
    
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