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SPOJ-OPTM Optimal Marks ★★(按位建图 && 最小割)
阅读量:4640 次
发布时间:2019-06-09

本文共 5526 字,大约阅读时间需要 18 分钟。

题意】给出一个无向图,每个点有一个标号mark[i],不同点可能有相同的标号。对于一条边(u, v),它的权值定义为mark[u] xor mark[v]。现在一些点的标号已定,请决定剩下点的标号,使得总的边权和最小。(0 < N <= 500, 0 <= M <= 3000, 0 <= mark[i] <= 2^31-1) 胡伯涛神牛《最小割模型在信息学竞赛中的应用》中的例题。非常好的一道题!非常推荐! 【
思路】 我们把问题数学化就是:  Minimum  sigma(w
e) = sigma
(u, v)∈E ( mark(u) xor mark(v) ) 对于
异或问题,我们发现
这样的二进制按位运算各个二进制位之间是互不影响的,所以我们可以一位一位的做这类题。 那么我们的式子又可以进一步转化为: Minimum  sigma
(u, v)∈E { sigma
i=0~oo(2^i) • sigma(mark(u, i) xor mark(v, i)) } 这样我们就把mark的限制加强了:只可能是0或1。即这些点将分成两类。
再观察我们发现,xor运算,只有当u、v不同时结果才为1,即这样的有效边的两端点一定属于不同点集。这像什么?不就是割边嘛!~而题目正好又是要求最小,这样问题便转化为最小割了~    (要注意培养这种问题转化和模型发现的能力!) 那么具体的最小割网络G
N模型: 建一个源点,向每一个标号为1的点连一条oo流量的边(后面解释为什么源点连标号1的点);建一个汇点,向每一个标号为0的点连一条oo流量的边;原图中的边容量设为1加入到G
N中。求出来的最小割便是该二进制位下的标号xor的和最小的情况。 然而题目还要求输出所有点的标号,并且需要标号的和也最小。那么怎么保证标号的和最小呢?无非就是尽可能的取0。那么又该怎么做? 首先先看怎么给那些未标号的点标号:容易想到最小割把网络分成了两个点集,那么显然每个点标号应该和它所在点集已标号的点一致,所以当然希望标号为0的点集点更多一些。然后注意我们划分点集是从源点开始dfs,那么这样划出来的最小割边集显然更偏向源点,即这样划分出来的S集点是最少的。于是源点当然连标号为1的点呐~ 【代码】  
#include #include #include #include #include #include #define MID(x,y) ((x+y)/2)#define mem(a,b) memset(a,b,sizeof(a))using namespace std;const int MAXV = 505;const int MAXE = 10005;const int oo = 0x3fffffff;/* Dinic-2.0-2013.07.21: adds template.  double & int 转换方便多了,也不易出错 ~*/template struct Dinic{    struct node{        int u, v;        T flow;        int opp;        int next;    }arc[2*MAXE];    int vn, en, head[MAXV];    int cur[MAXV];    int q[MAXV];    int path[2*MAXE], top;    int dep[MAXV];    void init(int n){        vn = n;        en = 0;        mem(head, -1);    }    void insert_flow(int u, int v, T flow){        arc[en].u = u;        arc[en].v = v;        arc[en].flow = flow;        arc[en].next = head[u];        head[u] = en ++;        arc[en].u = v;        arc[en].v = u;        arc[en].flow = 0;        arc[en].next = head[v];        head[v] = en ++;    }    bool bfs(int s, int t){        mem(dep, -1);        int lq = 0, rq = 1;        dep[s] = 0;        q[lq] = s;        while(lq < rq){            int u = q[lq ++];            if (u == t){                return true;            }            for (int i = head[u]; i != -1; i = arc[i].next){                int v = arc[i].v;                if (dep[v] == -1 && arc[i].flow > 0){                    dep[v] = dep[u] + 1;                    q[rq ++] = v;                }            }        }        return false;    }    T solve(int s, int t){        T maxflow = 0;        while(bfs(s, t)){            int i, j;            for (i = 1; i <= vn; i ++)  cur[i] = head[i];            for (i = s, top = 0;;){                if (i == t){                    int mink;                    T minflow = 0x3fffffff;                    for (int k = 0; k < top; k ++)                        if (minflow > arc[path[k]].flow){                            minflow = arc[path[k]].flow;                            mink = k;                        }                    for (int k = 0; k < top; k ++)                        arc[path[k]].flow -= minflow, arc[path[k]^1].flow += minflow;                    maxflow += minflow;                    top = mink;                    i = arc[path[top]].u;                }                for (j = cur[i]; j != -1; cur[i] = j = arc[j].next){                    int v = arc[j].v;                    if (arc[j].flow && dep[v] == dep[i] + 1)                        break;                }                if (j != -1){                    path[top ++] = j;                    i = arc[j].v;                }                else{                    if (top == 0)   break;                    dep[i] = -1;                    i = arc[path[-- top]].u;                }            }        }        return maxflow;    }};Dinic  dinic;int mark[MAXV];bool if_mark[MAXV];struct path{    int u, v;}p[MAXE];bool vis[MAXV];int st[MAXV];   //ST集void dfs(int u){    vis[u] = 1;    st[u] = 1;    for (int i = dinic.head[u]; i != -1; i = dinic.arc[i].next){        if (dinic.arc[i].flow <= 0) continue;        int v = dinic.arc[i].v;        if (!vis[v]){            dfs(v);        }    }    return ;}int main(){	int t;	scanf("%d", &t);	while(t --){        int n, m;        scanf("%d %d", &n, &m);        for (int i = 1; i <= m; i ++){            scanf("%d %d", &p[i].u, &p[i].v);        }        int k;        mem(mark, 0);        mem(if_mark, false);        scanf("%d", &k);        int maxn = 0;        for (int i = 0; i < k; i ++){            int u;            scanf("%d", &u);            scanf("%d", &mark[u]);            maxn = max(maxn, mark[u]);            if_mark[u] = true;        }        int oi = ceil(log(maxn)/log(2));        for (int k = 0; k < oi; k ++){            dinic.init(n+2);            for (int i = 1; i <= n; i ++){                if (!if_mark[i])                    continue;                if ((mark[i] & (1 << k))){                    dinic.insert_flow(n+1, i, oo);                }                else{                    dinic.insert_flow(i, n+2, oo);                }            }            for (int i = 1; i <= m; i ++){                dinic.insert_flow(p[i].u, p[i].v, 1);                dinic.insert_flow(p[i].v, p[i].u, 1);            }            dinic.solve(n+1, n+2);            mem(st, 0);            mem(vis, 0);            dfs(n+1);       //残留网络中dfs确定点S、T集            for (int i = 1; i <= n; i ++){                if (st[i] == 1 && !if_mark[i]){                    mark[i] += (1 << k);                }            }        }        for (int i = 1; i <= n; i ++){            printf("%d\n", mark[i]);        }	}	return 0;}

转载于:https://www.cnblogs.com/AbandonZHANG/p/4114052.html

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