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【網路流24題】 9. 方格取數問題 題解

題目連結(洛谷 P2774)

題意

有一個\(m\)\(n\)列的方格圖,每個方格中都有一個正整數。現要從方格中取數,使任意兩個數所在方格沒有公共邊,且取出的數的總和最大,請求出最大的和。

思路

顯然,這是一個選A就不能選B的那種題。網路流本身就很適合解決這種問題。網路流表示互斥的一種常用方法——在互斥的兩個點之間連一條邊。這樣,我們有了基本的思路。

然後,我們還要考慮連源點和匯點。我們顯然不能讓所有的點都連上源點和匯點,那樣的話網路流就沒有意義了。所以,我們可以考慮拆點,把點\(i\)拆成\((x_i, y_i)\)。然後,我們把源點向所有\(x_i\)連一條容量為該點大小的邊,從所有\(y_i\)

向匯點連一條容量為\(i\)點點權的邊。

對於上面說到的連邊,我們把互斥的點連邊改成——若\(i\)\(j\)互斥,則在\(x_i\)\(y_j\)之間連一條容量為\(INF\)的邊。

然後,我們考慮它的含義:如果某一條(組)邊的流量跑滿了,它的含義是什麼?

一組邊指的是,如果\(x_1 \rightarrow y_2, x_1 \rightarrow y_3, x_2 \rightarrow y_3\),那麼稱\(1,2,3\)為一組點,它們之間相互連線的邊成為一組邊)

顯然是,如果這一組的一些邊跑滿了,另一些邊沒跑滿,那麼顯然,根據邊容量的含義,我們選擇沒跑滿的那些要更優。所以,我們選擇捨棄掉跑滿的邊要更優。這顯然就是最小割。所以,我們用所有點的和減去最小割就是答案了。

程式碼

/**
 * luogu P2774 https://www.luogu.com.cn/problem/P2774
 **/

#include <cstdio>
#include <algorithm>
#include <cstring>
#include <queue>

using namespace std;
const int maxn = 5e4 + 5;
const int maxm = 2e5 + 5;
const int S = 0;
const int T = maxn - 1;
const int INF = 0x3f5f5f5f;

struct Edge {
    int to, nxt, val;
}e[maxm];

int numedge, head[maxn], n, m, x, sum, depth[maxn];
inline void _ADD(int from, int to, int val) {
    e[numedge].to = to;
    e[numedge].val = val;
    e[numedge].nxt = head[from];
    head[from] = numedge;
    numedge++;
}

inline void AddEdge(int from, int to, int val) {
    _ADD(from, to, val);
    _ADD(to, from, 0);
}

inline bool bfs() {
    memset(depth, 0, sizeof(depth));
    depth[S] = 1;
    queue<int> q;
    q.push(S);
    while (!q.empty()) {
        int u = q.front();
        q.pop();
        for (int i = head[u]; ~i; i = e[i].nxt) {
            int to = e[i].to;
            if (!depth[to] && e[i].val > 0) {
                depth[to] = depth[u] + 1;
                q.push(to);
            }
        }
    }
    return depth[T];
}

int dfs(int u, int flow) {
    if (u == T || !flow) return flow;
    int res = 0;
    for (int i = head[u]; ~i; i = e[i].nxt) {
        int to = e[i].to;
        if (depth[to] > depth[u] && e[i].val) {
            int di = dfs(to, min(flow, e[i].val));
            if (di) {
                flow -= di;
                e[i].val -= di;
                e[i ^ 1].val += di;
                res += di;
            }
        }
    }
    if (!res) depth[u] = 0;
    return res;
}

inline int Dinic() {
    int res = 0;
    while (bfs())
        res += dfs(S, INF);
    return res;
}

int main() {
    memset(head, -1, sizeof(head));
    scanf("%d%d", &n, &m);
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        for (int j = 1; j <= m; j++) {
            scanf("%d", &x);
            sum += x;
            if (!((i + j) & 1)) {
                AddEdge(S, (i - 1) * m + j, x);
                for (int k = -1; k <= 1; k += 2) {
                    if (i + k > 0 && i + k <= n) AddEdge((i - 1) * m + j, (i + k - 1) * m + j, INF);
                    if (j + k > 0 && j + k <= m) AddEdge((i - 1) * m + j, (i - 1) * m + j + k, INF);
                }
            }
            else {
                AddEdge((i - 1) * m + j, T, x);
            }
        }
    }
    printf("%d\n", sum - Dinic());
    return 0;
}