HDU 1853 Cyclic Tour(最小费用流)
http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1853
题意:
给你一个N个点M条边的带权有向图,现在要你求这样一个值:
该有向图中的所有顶点正好被1个或多个不相交的有向环覆盖(每个节点只能被一个有向环包含).
这个值就是 所有这些有向环的权值和. 要求该值越小越好.
分析:
之前用KM算法做过这道题:
http://blog.csdn.net/u013480600/article/details/38760767
下面用费用流再做一次,由于图中的每个顶点最多只能经过一次,那么我们自然想到了把每个点i分成i和i+n两个点. 具体建图如下:
源点s编号0, 所有节点编号1-n和n+1-2*n, 汇点t编号2*n+1.
源点s到第i个点有边 ( s, i, 1, 0)
如果从i点到j点有权值为w的边,那么有边 (i, j+n, 1, w)
每个节点到汇点有边 (i+n, t, 1, 0)
最终如果最大流==n的话,那么最小费用就是我们所求. 否则输-1.
其实任意类似的有向环最小权值覆盖问题都可以用本方法解或用KM算法解.下面说下为什么本建图方法是正确的:
其实就是我们到底要选哪n条不同的边的问题,如果最大流==n的话,我们可以得到4个结论:
1. 我们通过最大流选取了n条不同的(从左边点集到右边点集的类似于(i, j+n)的这种)边
2. 这n条边的起点正好覆盖了n个不同的顶点
3. 这n条边的终点正好覆盖了n个不同的顶点
4. 每个顶点必然是一条边的终点且是另外一条边的起点
最终我们通过最小费用最大流选的这n条边必然组成了1个(或多个)不相交的有向环且费用最小(必要条件,新问题有解->原问题有解)(如果还存在费用更小的有向环,那么我们的算法肯定会找到(充分条件,即原问题有解->新问题有解).
上面结论,需要仔细想想,验证一下.
AC代码:
#include<cstdio> #include<cstring> #include<vector> #include<queue> #include<algorithm> #define INF 1e9 using namespace std; const int maxn=200+5; struct Edge { int from,to,cap,flow,cost; Edge(){} Edge(int f,int t,int c,int fl,int co):from(f),to(t),cap(c),flow(fl),cost(co){} }; struct MCMF { int n,m,s,t; vector<Edge> edges; vector<int> G[maxn]; bool inq[maxn]; int d[maxn]; int p[maxn]; int a[maxn]; void init(int n,int s,int t) { this->n=n, this->s=s, this->t=t; edges.clear(); for(int i=0;i<n;++i) G[i].clear(); } void AddEdge(int from,int to,int cap,int cost) { edges.push_back(Edge(from,to,cap,0,cost)); edges.push_back(Edge(to,from,0,0,-cost)); m=edges.size(); G[from].push_back(m-2); G[to].push_back(m-1); } bool BellmanFord(int &flow,int &cost) { for(int i=0;i<n;++i) d[i]=INF; queue<int> Q; memset(inq,0,sizeof(inq)); d[s]=0,Q.push(s),inq[s]=true,a[s]=INF,p[s]=0; while(!Q.empty()) { int u=Q.front(); Q.pop(); inq[u]=false; for(int i=0;i<G[u].size();++i) { Edge &e=edges[G[u][i]]; if(e.cap>e.flow && d[e.to]>d[u]+e.cost) { d[e.to]=d[u]+e.cost; p[e.to]= G[u][i]; a[e.to]=min(a[u],e.cap-e.flow); if(!inq[e.to]){ inq[e.to]=true; Q.push(e.to);} } } } if(d[t]==INF) return false; flow += a[t]; cost += d[t]*a[t]; int u=t; while(u!=s) { edges[p[u]].flow += a[t]; edges[p[u]^1].flow -=a[t]; u=edges[p[u]].from; } return true; } int solve(int num) { int flow=0,cost=0; while(BellmanFord(flow,cost)); return flow == num ? cost:-1; } }MM; int main() { int n,m; while(scanf("%d%d",&n,&m)==2) { int src=0,dst=2*n+1; MM.init(2*n+2,src,dst); for(int i=1;i<=n;++i) { MM.AddEdge(src,i,1,0); MM.AddEdge(i+n,dst,1,0); } while(m--) { int u,v,w; scanf("%d%d%d",&u,&v,&w); MM.AddEdge(u,v+n,1,w); } printf("%d\n",MM.solve(n)); } return 0; }