poj - 3169 差分约束模板题

题意:一些母牛按序号排成一条直线。有两种要求,A和B距离不得超过X,还有一种是C和D距离不得少于Y,问可能的最大距离。如果没有输出-1,如果可以随便排输出-2,否则输出最大的距离。

B - A <=X、 B - A >= Y、i+1-i>=1。

对应建图就行了 链接:poj 3169

差分约束系统的解法如下:

1、  根据条件把题意通过变量组表达出来得到不等式组,注意要发掘出隐含的不等式,比如说前后两个变量之间隐含的不等式关系。

2、  进行建图:

首先根据题目的要求进行不等式组的标准化。

(1)、如果要求取最小值,那么求出最长路,那么将不等式全部化成xi – xj >= k的形式,这样建立j->i的边,权值为k的边,如果不等式组中有xi – xj > k,因为一般题目都是对整形变量的约束,化为xi – xj >= k+1即可,如果xi – xj = k呢,那么可以变为如下两个:xi – xj >= k, xi – xj <= k,进一步变为xj – xi >= -k,建立两条边即可。

(2)、如果求取的是最大值,那么求取最短路,将不等式全部化成xi – xj <= k的形式, 这样建立j->i的边,权值为k的边,如果像上面的两种情况,那么同样地标准化就行了。

(3)、如果要判断差分约束系统是否存在解,一般都是判断环,选择求最短路或者最长路求解都行,只是不等式标准化时候不同,判环地话,用spfa即可,n个点中如果同一个点入队超过n次,那么即存在环。

值得注意的一点是:建立的图可能不联通,我们只需要加入一个超级源点,比如说求取最长路时图不联通的话,我们只需要加入一个点S,对其他的每个点建立一条权值为0的边图就联通了,然后从S点开始进行spfa判环。最短路类似。

3、  建好图之后直接spfa或bellman-ford求解,不能用dijstra算法,因为一般存在负边,注意初始化的问题。


#include 
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#include 
#include 
#define inf 0x3f3f3f3f

using namespace std;

const int maxn = 10005;
const int maxm = 1000050;

int n = maxn, m, s, t;   //n为点数 s为源点
int head[maxn]; //head[from]表示以head为出发点的邻接表表头在数组es中的位置,开始时所有元素初始化为-1
int d[maxn]; //储存到源节点的距离,在Spfa()中初始化
int cnt[maxn];
bool inq[maxn]; //这里inq作inqueue解释会更好,出于习惯使用了inq来命名,在Spfa()中初始化
int nodep;  //在邻接表和指向表头的head数组中定位用的记录指针,开始时初始化为0
int pre[maxn];

struct node {
    int v, w, next;
}es[maxm];

void init() {
    for(int i = 0; i <= n; i++) {
        d[i] = inf;
        inq[i] = false;
        cnt[i] = 0;
        head[i] = -1;
        pre[i] = -1;
    }
    nodep = 0;
}

void addedge(int from, int to, int weight)
{
    es[nodep].v = to;
    es[nodep].w = weight;
    es[nodep].next = head[from];
    head[from] = nodep++;
}

bool spfa()
{
    queue que;
    d[s] = 0;    //s为源点
    inq[s] = 1;
    que.push(s);
    while(!que.empty()) {
        int u = que.front();
        que.pop();
        inq[u] = false;   //从queue中退出
        //遍历邻接表
        for(int i = head[u]; i != -1; i = es[i].next) {  //在es中,相同from出发指向的顶点为从head[from]开始的一项,逐项使用next寻找下去,直到找到第一个被输
                                                        //入的项,其next值为-1
            int v = es[i].v;
            if(d[v] > d[u] + es[i].w) { //松弛(RELAX)操作
                d[v] = d[u] + es[i].w;
                //pre[v] = u;
                if(!inq[v]) {      //若被搜索到的节点不在队列que中,则把to加入到队列中去
                    inq[v] = true;
                    que.push(v);
                    if(++cnt[v] > n) {
                        return false;
                    }
                }
            }
        }
    }
    return true;
}

void putpath() {
    stack path;
    int now = t;
    while(1) {
        path.push(now);
        if(now == s) {
            break;
        }
        now = pre[now];
    }
    while(!path.empty()) {
        now = path.top();
        path.pop();
        printf("%d\n", now);
    }
}



int main()
{
    int T, kcase = 0, k;
    while(cin >> n >> m >> k) {
        init();
        int a, b, c;
        while(m--) {
            scanf("%d %d %d", &a, &b, &c);
            addedge(a, b, c);
        }
        while(k--) {
            scanf("%d %d %d", &a, &b, &c);
            addedge(b, a, -c);
        }
        for(int i = 1; i < n; i++) {
            addedge(i + 1, i, -1);
        }
        s = 1;
        t = n;
        if(spfa()) {
            if(d[t] != inf) {
                cout << d[t] << endl;
            }
            else {
                puts("-2");
            }
        }
        else {
            puts("-1");
        }
    }
    return 0;
}

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