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  • 【HDU】4888 Redraw Beautiful Drawings 网络流【推断解是否唯一】

    传送门:【HDU】4888 Redraw Beautiful Drawings


    题目分析:

    比赛的时候看出是个网络流,可是没有敲出来。各种反面样例推倒自己(究其原因是不愿意写暴力推断的)。。


    首先是简单的行列建边。源点向行建边。容量为该行元素和,汇点和列建边。容量为该列元素和。全部的行向全部的列建边,容量为K。

    跑一次最大流。满流则有解,否则无解。

    接下来是推断解是否唯一。

    这个题解压根没看懂。还是暴力大法好。

    最简单的思想就是枚举在一个矩形的四个端点。设A、D为主对角线上的端点。B、C为副对角线上的端点。仅仅要A、D不等于k且B、C不等于0,那么有解。

    相应的仅仅要B、C不等于k且A、D不等于0,那么相同有解。

    那么。枚举全部的矩形复杂度高达O(N^4),太大了,我们须要减少复杂度。

    那么我们该怎样减少复杂度?

    如今我们设立一个二维数组can[ i ][ j ]表示当前行之前的行中存在一行满足列i的元素不等于0且列j的元素不等于k,那么can[ i ][ j ] = 1,假设本行同样列满足列i不等于k且列j不等于0。那么说明存在多解。否则将can[ j ][ i ]标记为1。然后继续扫描。

    上面的过程推断得出是唯一解后,输出解。( i , j )相应的元素为行i到列j的反向边的流量。


    代码例如以下:


    #include <cstdio>
    #include <cstring>
    #include <algorithm>
    using namespace std ;
    
    #define REP( i , a , b ) for ( int i = a ; i < b ; ++ i )
    #define FOR( i , a , b ) for ( int i = a ; i <= b ; ++ i )
    #define REV( i , a , b ) for ( int i = a - 1 ; i >= b ; -- i )
    #define FOV( i , a , b ) for ( int i = a ; i >= b ; -- i )
    #define CLR( a , x ) memset ( a , x , sizeof a )
    #define CPY( a , x ) memcpy ( a , x , sizeof a )
    
    const int MAXM = 405 ;
    const int MAXN = 1005 ;
    const int MAXQ = 500000 ;
    const int MAXE = 500000 ;
    const int INF = 0x3f3f3f3f ;
    
    struct Edge {
    	int v , c , n ;
    	Edge () {}
    	Edge ( int v , int c , int n ) : v ( v ) , c ( c ) , n ( n ) {}
    } ;
    
    struct NetWork {
    	Edge E[MAXE] ;
    	int H[MAXN] , cntE ;
    	int d[MAXN] , cur[MAXN] , num[MAXN] , pre[MAXN] ;
    	int Q[MAXQ] , head , tail ;
    	int n , m , k ;
    	int s , t , nv ;
    	int flow ;
    	
    	int row[MAXN] , col[MAXN] ;
    	int G[MAXM][MAXM] ;
    	int can[MAXM][MAXM] ;
    	
    	void init () {
    		cntE = 0 ;
    		CLR ( H , -1 ) ;
    	}
    	
    	void addedge ( int u , int v , int c ) {
    		E[cntE] = Edge ( v , c , H[u] ) ;
    		H[u] = cntE ++ ;
    		E[cntE] = Edge ( u , 0 , H[v] ) ;
    		H[v] = cntE ++ ;
    	}
    	
    	void rev_bfs () {
    		CLR ( d , -1 ) ;
    		CLR ( num , 0 ) ;
    		head = tail = 0 ;
    		Q[tail ++] = t ;
    		d[t] = 0 ;
    		num[d[t]] = 1 ;
    		while ( head != tail ) {
    			int u = Q[head ++] ;
    			for ( int i = H[u] ; ~i ; i = E[i].n ) {
    				int v = E[i].v ;
    				if ( ~d[v] )
    					continue ;
    				d[v] = d[u] + 1 ;
    				num[d[v]] ++ ;
    				Q[tail ++] = v ;
    			}
    		}
    	}
    	
    	int ISAP () {
    		CPY ( cur , H ) ;
    		rev_bfs () ;
    		flow = 0 ;
    		int u = pre[s] = s , i ;
    		while ( d[s] < nv ) {
    			if ( u == t ) {
    				int f = INF , pos ;
    				for ( i = s ; i != t ; i = E[cur[i]].v )
    					if ( f > E[cur[i]].c ) {
    						f = E[cur[i]].c ;
    						pos = i ;
    					}
    				for ( i = s ; i != t ; i = E[cur[i]].v ) {
    					E[cur[i]].c -= f ;
    					E[cur[i] ^ 1].c += f ;
    				}
    				flow += f ;
    				u = pos ;
    			}
    			for ( i = cur[u] ; ~i ; i = E[i].n )
    				if ( E[i].c && d[u] == d[E[i].v] + 1 )
    					break ;
    			if ( ~i ) {
    				cur[u] = i ;
    				pre[E[i].v] = u ;
    				u = E[i].v ;
    			}
    			else {
    				if ( 0 == ( -- num[d[u]] ) )
    					break ;
    				int mmin = nv ;
    				for ( i = H[u] ; ~i ; i = E[i].n )
    					if ( E[i].c && mmin > d[E[i].v] ) {
    						cur[u] = i ;
    						mmin = d[E[i].v] ;
    					}
    				d[u] = mmin + 1 ;
    				num[d[u]] ++ ;
    				u = pre[u] ;
    			}
    		}
    		return flow ;
    	}
    	
    	void put () {
    		printf ( "Unique
    " ) ;
    		FOR ( i , 1 , n )
    			FOR ( j , 1 , m )
    				printf ( "%d%c" , G[i][j] , j < m ? ' ' : '
    ' ) ;
    	}
    	
    	void build () {
    		FOR ( u , 1 , n )
    			for ( int i = H[u] ; ~i ; i = E[i].n )
    				if ( E[i].v )
    					G[u][E[i].v - n] = E[i ^ 1].c ;
    	}
    	
    	int check () {
    		CLR ( can , 0 ) ;
    		FOR ( r , 1 , n )
    			FOR ( i , 1 , m )
    				FOR ( j , i + 1 , m ) {
    					int tmp1 = 0 , tmp2 = 0 ;
    					if ( G[r][i] != k && G[r][j] != 0 ) {
    						if ( can[i][j] )
    							return 1 ;
    						tmp1 = 1 ;
    					}
    					if ( G[r][i] != 0 && G[r][j] != k ) {
    						if ( can[j][i] )
    							return 1 ;
    						tmp2 = 1 ;
    					}
    					if ( tmp1 )
    						can[j][i] = tmp1 ;
    					if ( tmp2 )
    						can[i][j] = tmp2 ;
    				}
    		return 0 ;
    	}
    	
    	void solve () {
    		int sum1 = 0 ;
    		int sum2 = 0 ;
    		init () ;
    		s = 0 ;
    		t = n + m + 1 ;
    		nv = t + 1 ;
    		FOR ( i , 1 , n ) {
    			scanf ( "%d" , &row[i] ) ;
    			addedge ( s , i , row[i] ) ;
    			sum1 += row[i] ;
    		}
    		FOR ( i , 1 , m ) {
    			scanf ( "%d" , &col[i] ) ;
    			addedge ( i + n , t , col[i] ) ;
    			sum2 += col[i] ;
    		}
    		FOR ( i , 1 , n )
    			FOR ( j , 1 , m )
    				addedge ( i , n + j , k ) ;
    		ISAP () ;
    		if ( flow != sum1 || flow != sum2 ) {
    			printf ( "Impossible
    " ) ;
    			return ;
    		}
    		build () ;
    		int multi = check () ;
    		if ( multi )
    			printf ( "Not Unique
    " ) ;
    		else
    			put () ;
    	}
    } nw ;
    
    int main () {
    	while ( ~scanf ( "%d%d%d" , &nw.n , &nw.m , &nw.k ) )
    		nw.solve () ;
    	return 0 ;
    }
    

    题解依然没看懂,可是DFS的方法会了。思想和上面的类似,用回溯的思想找环。可知长度等于2的环是不可行的(由于两个点都是自己),必须是长度大于等于4的环(能形成环必然长度为偶数)。我们仅仅要对每一行回溯搜索,假设沿着行到列还有流容量能够降低(属于的元素能够变大)或者列到行还有容量能够降低(即行到列还有容量能够添加,属于的元素能够变小)的边走能找到环就说明多解。


    代码例如以下:


    #include <cstdio>
    #include <cstring>
    #include <algorithm>
    using namespace std ;
    
    #define REP( i , a , b ) for ( int i = a ; i < b ; ++ i )
    #define FOR( i , a , b ) for ( int i = a ; i <= b ; ++ i )
    #define REV( i , a , b ) for ( int i = a - 1 ; i >= b ; -- i )
    #define FOV( i , a , b ) for ( int i = a ; i >= b ; -- i )
    #define CLR( a , x ) memset ( a , x , sizeof a )
    #define CPY( a , x ) memcpy ( a , x , sizeof a )
    
    const int MAXM = 1005 ;
    const int MAXN = 1005 ;
    const int MAXQ = 2000000 ;
    const int MAXE = 2000000 ;
    const int INF = 0x3f3f3f3f ;
    
    struct Edge {
    	int v , c , n ;
    	Edge () {}
    	Edge ( int v , int c , int n ) : v ( v ) , c ( c ) , n ( n ) {}
    } ;
    
    struct NetWork {
    	Edge E[MAXE] ;
    	int H[MAXN] , cntE ;
    	int d[MAXN] , cur[MAXN] , num[MAXN] , pre[MAXN] ;
    	int Q[MAXQ] , head , tail ;
    	int n , m , k ;
    	int s , t , nv ;
    	int flow ;
    	
    	int row[MAXN] , col[MAXN] ;
    	int G[MAXM][MAXM] ;
    	int vis[MAXN] ;
    	
    	void init () {
    		cntE = 0 ;
    		CLR ( H , -1 ) ;
    	}
    	
    	void addedge ( int u , int v , int c ) {
    		E[cntE] = Edge ( v , c , H[u] ) ;
    		H[u] = cntE ++ ;
    		E[cntE] = Edge ( u , 0 , H[v] ) ;
    		H[v] = cntE ++ ;
    	}
    	
    	void rev_bfs () {
    		CLR ( d , -1 ) ;
    		CLR ( num , 0 ) ;
    		head = tail = 0 ;
    		Q[tail ++] = t ;
    		d[t] = 0 ;
    		num[d[t]] = 1 ;
    		while ( head != tail ) {
    			int u = Q[head ++] ;
    			for ( int i = H[u] ; ~i ; i = E[i].n ) {
    				int v = E[i].v ;
    				if ( ~d[v] )
    					continue ;
    				d[v] = d[u] + 1 ;
    				num[d[v]] ++ ;
    				Q[tail ++] = v ;
    			}
    		}
    	}
    	
    	int ISAP () {
    		CPY ( cur , H ) ;
    		rev_bfs () ;
    		flow = 0 ;
    		int u = pre[s] = s , i ;
    		while ( d[s] < nv ) {
    			if ( u == t ) {
    				int f = INF , pos ;
    				for ( i = s ; i != t ; i = E[cur[i]].v )
    					if ( f > E[cur[i]].c ) {
    						f = E[cur[i]].c ;
    						pos = i ;
    					}
    				for ( i = s ; i != t ; i = E[cur[i]].v ) {
    					E[cur[i]].c -= f ;
    					E[cur[i] ^ 1].c += f ;
    				}
    				flow += f ;
    				u = pos ;
    			}
    			for ( i = cur[u] ; ~i ; i = E[i].n )
    				if ( E[i].c && d[u] == d[E[i].v] + 1 )
    					break ;
    			if ( ~i ) {
    				cur[u] = i ;
    				pre[E[i].v] = u ;
    				u = E[i].v ;
    			}
    			else {
    				if ( 0 == ( -- num[d[u]] ) )
    					break ;
    				int mmin = nv ;
    				for ( i = H[u] ; ~i ; i = E[i].n )
    					if ( E[i].c && mmin > d[E[i].v] ) {
    						cur[u] = i ;
    						mmin = d[E[i].v] ;
    					}
    				d[u] = mmin + 1 ;
    				num[d[u]] ++ ;
    				u = pre[u] ;
    			}
    		}
    		return flow ;
    	}
    	
    	void put () {
    		printf ( "Unique
    " ) ;
    		FOR ( u , 1 , n )
    			for ( int i = H[u] ; ~i ; i = E[i].n ) {
    				int v = E[i].v ;
    				G[u][v - n] = E[i ^ 1].c ;
    			}
    		FOR ( i , 1 , n )
    			FOR ( j , 1 , m )
    				printf ( "%d%c" , G[i][j] , j < m ? ' ' : '
    ' ) ;
    	}
    	
    	int dfs ( int u , int fa ) {
    		if ( vis[u] )
    			return 1 ;
    		vis[u] = 1 ;
    		for ( int i = H[u] ; ~i ; i = E[i].n ) {
    			int v = E[i].v ;
    			if ( v != fa && E[i].c && v != s && v != t )
    				if ( dfs ( v , u ) )
    					return 1 ;
    		}
    		vis[u] = 0 ;
    		return 0 ;
    	}
    	
    	void solve () {
    		int sum1 = 0 ;
    		int sum2 = 0 ;
    		init () ;
    		s = 0 ;
    		t = n + m + 1 ;
    		nv = t + 1 ;
    		FOR ( i , 1 , n ) {
    			scanf ( "%d" , &row[i] ) ;
    			addedge ( s , i , row[i] ) ;
    			sum1 += row[i] ;
    		}
    		FOR ( i , 1 , m ) {
    			scanf ( "%d" , &col[i] ) ;
    			addedge ( i + n , t , col[i] ) ;
    			sum2 += col[i] ;
    		}
    		FOR ( i , 1 , n )
    			FOR ( j , 1 , m )
    				addedge ( i , n + j , k ) ;
    		ISAP () ;
    		if ( flow != sum1 || flow != sum2 ) {
    			printf ( "Impossible
    " ) ;
    			return ;
    		}
    		int flag = 1 ;
    		CLR ( vis , 0 ) ;
    		FOR ( i , 1 , n ) {
    			if ( !flag )
    				break ;
    			if ( dfs ( i , 0 ) )
    				flag = 0 ;
    		}	
    		if ( !flag )
    			printf ( "Not Unique
    " ) ;
    		else
    			put () ;
    	}
    } nw ;
    
    int main () {
    	while ( ~scanf ( "%d%d%d" , &nw.n , &nw.m , &nw.k ) )
    		nw.solve () ;
    	return 0 ;
    }


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