[CQOI2012]交換棋子
~~~題面~~~
題解:
其實還算是道好題
一開始很快想出了一個接近正解的建圖方法,但其實是錯誤的,不過還是騙了70分_(:зゝ∠)_
首先我們可以觀察到棋子有限,但費用多種,其實也就相當於限制了流量,找最小費用
對於初始狀態的每一個1,我們連s ---> x flow = 1 cost = 0
對於目標狀態的每一個1,我們連x ---> t flow = 1 cost = 0
對於每一個方塊,我們向周圍八個格子連邊 flow = inf , cost = 1(表示交換了一次)
然後就是比較妙難的部分了
首先我們要拆點,因為每個點有流量限制(交換次數)
我們考慮以下三種情況
1,初始狀態是0, 目標狀態也是0, 我們連x ----> x‘ flow = limit/2 cost = 0
那麽為什麽連的是limit/2,而不是limit呢?
我們可以觀察到對於這樣一個路徑1 ----> x----> 3,夾在中間的x被翻轉了兩次,但流量卻只流經了一次,
所以流一次實際是消耗了2的限制,因此我們直接在建邊的時候就建limit/2
2,初始狀態是1, 目標狀態是0, 我們連x ---> x‘ flow = (limit + 1) / 2 cost = 0;
那麽為什麽這裏又要+1呢?
因為這裏本來就有個棋子,但目標狀態卻沒有,因此這個棋子是必須換出去的。
但是這種交換又和上面的不同了,因為這種情況下,點x在路徑中的位置是一個端點,因此是這樣的x ----> 2,
於是我們觀察到這條路徑上,x並沒有被翻轉兩次,流量卻和上面一樣流經了一次,也就是說如果不做任何修改,
這樣雖然只翻轉了一次,卻還是在被當做翻轉了2次對待。這顯然是不合理的。
就比如這樣的情況:
x ----> 2 其中x的limit是1,那麽這個時候x上的那個棋子顯然是可以轉一次就轉出去的,但是如果直接按偶數建就把這次機會給忽略掉了。
3,初始狀態是0, 目標狀態是1, 我們連x ---> x‘ flow = (limit - 1) / 2 cost = 0;
為什麽這裏是-1?
因為這裏是別的棋子要進來,進來後因為是目標位置,所以就直接去t了,不會流經x ---> x‘
但這顯然也是要浪費一個機會的,因此我們在開頭就減掉這個1.
總的來說就是用1 的流量表示2個翻轉次數,如果流一次會導致多統計1,那我們就在開頭加一個1補回來多余的消耗
如果流一次會導致統計不到需要統計的那個1,那我們就在開頭-1來表示機會被消耗掉了一個
其實應該也算是人類智慧的一種體現吧,,,強行分類嘛。
這裏有一個很巧妙的實現:建邊的時候直接給limit加上in[i][j] - out[i][j],具體為什麽想想就知道啦,不過我覺得這是個巧合emmmm
不過貌似還有另一種解法,拆3個點,中間的邊這樣連:
x ---> x‘ flow = limit/2 , cost = 0
x‘ ---> x‘_ flow = limit/2 + (limit % 2 ? 1 : 0)
當然這只是我的口胡,,,具體正確性有待考證
附代碼(有非常詳細的註釋,,,當然也有一些亂七八糟的註釋,,,不過其實我覺得直接看代碼應該也能懂_(:зゝ∠)_)
1 #include<bits/stdc++.h> 2 using namespace std; 3 #define R register int 4 #define inf 2139062143 5 #define AC 6000 6 #define ac 80000 7 int n, m, s, all, t, ans, ansflow, cnt, tmp; 8 int date[ac], Head[AC], Next[ac], haveflow[ac], cost[ac], tot = 1; 9 int dis[AC], disflow[AC], last[AC], in[30][30], out[30][30]; 10 int a[11] = {-1, 1, 0, 0, -1, -1, 1, 1}, b[11] = {0, 0, -1, 1, 1, -1, 1, -1}; 11 bool z[AC]; 12 deque<int> q; 13 char ss[30][30]; 14 /*因為原來有,後來沒有的格子必須要有一次是經過一次翻轉然後出去的,因此對於這種,應該要加1的限制, 15 而原來沒有,後來有的格子,必須要有一次是經過一次翻轉得到一個棋子的,因此對於這種,應該要-1的限制, 16 這兩種之所以不同就是因為原來有,現在沒有的格子是要出去棋子,這種情況下肯定會消耗一個流量,且不會有多消耗的風險, 17 而原來沒有,後來有的格子,因為是從別的格子進來的,因此無法分辨這到底是要停下的流量,還是要出去的流量, 18 而且完全可能本來是到這裏停下的流量跑了出去。這時如果還保留這一個流量,就可能會造成一個點可以翻轉兩次, 19 但別的棋子進來那次本來就去掉了一次了,卻沒有在這上面體現出來,因為流量到了這個點就直接去t了, 20 根本不會被計入x ---> x‘的管道中。 21 簡單來說就是第一種肯定且僅會產生1的流量,而且這個流量將被計入x ---> x‘中,因此我們就要多分配1的限制去保證奇數時也可以生效。 22 而第二種肯定且僅會產生1的流量,但這個流量將不會被計入x ---> x‘中,但是實際上這個邊應當要統計到它,因為它也消耗了一次翻轉限制。 23 所以就要人為的減去這個限制,以防止偶數時這次流入打破了偶數的條件,卻依然按照偶數來跑*/ 24 inline void add(int f, int w, int S, int C) 25 { 26 date[++tot] = w, Next[tot] = Head[f], haveflow[tot] = S, cost[tot] = C, Head[f] = tot; 27 date[++tot] = f, Next[tot] = Head[w], cost[tot] = -C, Head[w] = tot; 28 // printf("%d ---> %d %d %d\n", f, w, S, C); 29 } 30 31 inline int id(int x, int y) 32 { 33 return (x - 1) * m + y; 34 } 35 //error!!!流進來一次,流出去一次,一共消耗了兩個流量! 36 //所以一共塊進來最多limit/2次,出去最多limit/2 + 1(單數的話)次(因為不用流進來的消耗) 37 //因此要拆成3個點。,。。。 38 void pre() 39 { 40 int x; 41 scanf("%d%d", &n, &m); 42 all = n * m; 43 s = all * 2 + 1, t = s + 1; 44 for(R i = 1; i <= n; i++) 45 { 46 scanf("%s", ss[i] + 1); 47 for(R j = 1; j <= m; j++) 48 { 49 x = id(i, j); 50 in[i][j] = ss[i][j] - ‘0‘; 51 if(ss[i][j] - ‘0‘ > 0) add(s, x, 1, 0), ++tmp; 52 for(R k = 0; k <= 7; k++) 53 if(i + a[k] > 0 && i + a[k] <= n && j + b[k] > 0 && j + b[k] <= m) //8個格子都要連 54 add(x + all, id(i + a[k], j + b[k]), inf, 1);//1 ---> 2 ---> 3這樣的路徑實際上只有兩次翻轉,而中間的點將失去兩次機會 55 }//因此只需要在1 ---> 2 2 ---> 3這樣的路徑中記錄cost表示一次翻轉就可以了,中間流量限制為limit/2即可(因為失去了兩次機會) 56 } 57 for(R i = 1; i <= n; i++) 58 { 59 scanf("%s", ss[i] + 1); 60 for(R j = 1; j <= m; j++) 61 { 62 x = id(i, j); 63 out[i][j] = ss[i][j] - ‘0‘; 64 if(ss[i][j] - ‘0‘ > 0) 65 add(x, t, 1, 0), ++cnt; 66 //只有原來有,現在沒有,也就是要強制移走的時候,才應該給一次機會,多給一個流量讓它流走 67 //因為只有這個時候才會出現一條只有兩個點的路徑,即整條路徑上的點都只消耗一的流量,所有點都是端點 68 }//因為當需要在此格停下的時候,不用穿過去實現再一次翻轉,從而浪費一些流量,因此連向t的應當是原來的點,而不是拆出來的點 69 } 70 if(cnt != tmp) 71 { 72 printf("-1\n"); 73 exit(0); 74 } 75 for(R i = 1; i <= n; i++) 76 { 77 scanf("%s", ss[i] + 1); 78 for(R j = 1; j <= m; j++) 79 { 80 x = id(i, j); 81 tmp = ss[i][j] - ‘0‘; 82 tmp += in[i][j] - out[i][j];//通過觀察可以發現這樣的關系所需要的改動剛好就是in[i][j] - out[i][j]的結果 83 if(tmp / 2 > 0) add(x, x + all, tmp / 2, 0); 84 } 85 } 86 } 87 88 void aru() 89 { 90 int x = t; 91 // printf("%d ", t); 92 while(x != s) 93 { 94 haveflow[last[x]] -= disflow[t]; 95 haveflow[last[x] ^ 1] += disflow[t]; 96 x = date[last[x] ^ 1]; 97 // printf("<--- %d ",x); 98 } 99 // printf(" cost = %d\n", dis[t]); 100 ans += disflow[t] * dis[t]; 101 ansflow += disflow[t]; 102 } 103 104 bool spfa() 105 { 106 int x, now; 107 disflow[s] = inf, dis[s] = 0; 108 q.push_front(s), z[s] = true; 109 while(!q.empty()) 110 { 111 x = q.front(); 112 q.pop_front(); 113 z[x] = false; 114 for(R i = Head[x]; i ; i = Next[i]) 115 { 116 now = date[i]; 117 if(haveflow[i] && dis[now] > dis[x] + cost[i]) 118 { 119 dis[now] = dis[x] + cost[i]; 120 disflow[now] = min(disflow[x], haveflow[i]); 121 last[now] = i; 122 if(!z[now] && now != t)//error!!!now不能等於t 123 { 124 z[now] = true; 125 if(!q.empty() && dis[now] < dis[q.front()]) q.push_front(now); 126 else q.push_back(now); 127 } 128 } 129 } 130 } 131 if(dis[t] != inf) aru(); 132 // printf("!!!%d\n", ans); 133 return dis[t] != inf; 134 } 135 136 void work() 137 { 138 memset(dis, 127, sizeof(dis)); 139 while(spfa()) memset(dis, 127, sizeof(dis)); 140 if(ansflow >= cnt) printf("%d\n", ans); 141 else printf("-1\n"); 142 } 143 144 int main() 145 { 146 freopen("in.in","r",stdin); 147 pre(); 148 work(); 149 fclose(stdin); 150 return 0; 151 }
[CQOI2012]交換棋子