// The Grand Dinner (丰盛的晚餐) // PC/UVa IDs: 111007/10249, Popularity: C, Success rate: high Level: 4 // Verdict: Accepted // Submission Date: 2011-10-09 // UVa Run Time: 3.324s // // 版权所有(C)2011,邱秋。metaphysis # yeah dot net // // 网络流解法:源点 source 和每支参赛队伍之间弧的容量为参赛队伍人数,每支队伍到桌子之间弧的容量为 // 1,每张桌子到汇点 sink 弧的容量为桌子的座位数,然后使用网络流算法求最大流,如果最大流等于参赛队 // 伍总人数,则满足条件,输出方案,否则不满足条件,输出 0。此处使用宽度优先遍历的 Ford-Fullerson // 增广路方法,又名 Edmonds-Karp 算法,算法效率为 O(V*E*E),对于顶点数和边数增加的题目,可以 // 使用最短扩增路 (Shortest Augment Path,SAP) 算法。 #include <iostream> #include <cstring> #include <queue> using namespace std; #define MAXTEAMS 71 #define MAXTABLES 51 #define MAXV 130 // 最大顶点数。 #define UNSOLVABLE 0 // 无安排方案。 #define SOLVABLE 1 // 存在安排方案。 #define DUMMY (-1) // 表示顶点无父亲顶点。 struct edge { int vertex; // 相连的顶点。 int capacity; // 容量。 int flow; // 流量。 int residual; // 残余流量。 }; edge edges[MAXV][MAXV]; // 有向图的边。 int degree[MAXV]; // 有向图中顶点的度。 int parents[MAXV]; // 遍历标记,当前顶点的父亲顶点。 bool discovered[MAXV]; // 遍历标记,是否已发现。 // 使用宽度优先遍历找到一条从源点到汇点的剩余流量为正的通路。从源到汇的任意增广路都能增加总流量,因 // 此可以借用宽度优先遍历,需要注意的是,只能沿着“还能增广”(即残余容量为正数)的边走,因此需要在 // 遍历过程中判断残余容量是否为正,以帮助宽度优先遍历区分开饱和边和非饱和边。 void breadthFirstSearch(int source, int sink) { queue < int > vertices; vertices.push(source); discovered[source] = true; while (!vertices.empty()) { int v = vertices.front(); vertices.pop(); for (int i = 0; i < degree[v]; i++) // 检查是否为饱和边。 if (edges[v][i].residual > 0) if (discovered[edges[v][i].vertex] == false) { vertices.push(edges[v][i].vertex); discovered[edges[v][i].vertex] = true; parents[edges[v][i].vertex] = v; // 遍历到汇点后说明已经找到一条增广路,可以退出。 if (edges[v][i].vertex == sink) return; } } } // 找到顶点 x 与顶点 y 之间的有向边。 edge *findEdge(int x, int y) { for (int i = 0; i < degree[x]; i++) if (edges[x][i].vertex == y) return &edges[x][i]; } // 增广,注意对前向弧和反向弧的处理。 void augmentPath(int source, int sink, int volume) { if (source == sink) return; edge *e = findEdge(parents[sink], sink); e->flow += volume; e->residual -= volume; e = findEdge(sink, parents[sink]); e->residual += volume; augmentPath(source, parents[sink], volume); } // 根据 BFS 的结果,从汇点 sink 到源点 source 计算通路的容量。增广的过程把尽量多的残余流量转 // 化为正流量。增广路的容量等于整条路中残余容量的最小值,正如车流的速度取决于最拥挤的路段。 int pathVolume(int source, int sink) { if (parents[sink] == DUMMY) return 0; edge *e = findEdge(parents[sink], sink); if (source == parents[sink]) return (e->residual); else return (min(pathVolume(source, parents[sink]), e->residual)); } // 初始化搜索变量。 void initializeSearch() { memset(discovered, false, sizeof(discovered)); memset(parents, DUMMY, sizeof(parents)); } // 网络流解题。每次从源到汇寻找一条可以增加总流量的路径,并且用它增广。当没有增广路存在时,算法终 // 止,此时的流就是最大流。注意需要将每条有向边 e = (i,j) 拆分成两条弧 (i,j) 和 (j,i), // 其中 (i,j) 的初始残余容量为 e 的容量,(j,i) 的残余容量为 0,所有的弧的初始流均设为 0。 // 事实上,任意可行的流都可以作为算法的初始流,快速构造接近最大流的可行流能大大提高算法效率。 bool netflow(int source, int sink, int nTotal) { // Edmonds-Karp 算法。 int maxFlow = 0, volume; initializeSearch(); breadthFirstSearch(source, sink); volume = pathVolume(source, sink); while (volume) { maxFlow += volume; augmentPath(source, sink, volume); initializeSearch(); breadthFirstSearch(source, sink); volume = pathVolume(source, sink); } return maxFlow == nTotal; } int main(int ac, char *av[]) { int nTeams, nTables, nTotal; // 队伍数,桌子数,总人数。 int nCount, maxMembers; int source, sink; while (cin >> nTeams >> nTables, nTeams || nTables) { source = nTotal = maxMembers = 0; sink = nTeams + nTables + 1; memset(degree, 0, sizeof(degree)); // 读入参赛队人数并找参赛队的最大人数。 for (int i = 1; i <= nTeams; i++) { cin >> nCount; if (maxMembers < nCount) maxMembers = nCount; nTotal += nCount; // 源点 source 到参赛队伍的弧。 edges[source][degree[source]++] = (edge){i, nCount, 0, nCount}; edges[i][degree[i]++] = (edge){source, nCount, 0, 0}; } // 读入桌子座位数量。 for (int i = nTeams + 1; i <= (nTeams + nTables); i++) { cin >> nCount; // 参赛队伍到桌子的弧。 for (int j = 1; j <= nTeams; j++) { edges[j][degree[j]++] = (edge){i, 1, 0, 1}; edges[i][degree[i]++] = (edge){j, 1, 0, 0}; } // 桌子到汇点 sink 的弧。 edges[i][degree[i]++] = (edge){sink, nCount, 0, nCount}; edges[sink][degree[sink]++] = (edge){i, nCount, 0, 0}; } // 若参赛队伍数为 0,则直接输出存在,但是不用输出具体方案,因为所有桌子无人坐。 if (nTeams == 0) { cout << SOLVABLE << "\n"; continue; } // 若桌子数为 0 或者参赛队伍中某队人数超过桌子数,则无法安排。 if (nTables == 0 || maxMembers > nTables) { cout << UNSOLVABLE << "\n"; continue; } bool solvable = netflow(source, sink, nTotal); cout << (solvable ? SOLVABLE : UNSOLVABLE) << "\n"; if (!solvable) continue; for (int i = 1; i <= nTeams; i++) { int blank = 0; for (int j = 0; j < degree[i]; j++) { if (edges[i][j].residual == 0) { cout << (blank++ ? " " : ""); cout << (edges[i][j].vertex - nTeams); } } cout << "\n"; } } return 0; }