HDU 1853 Cyclic Tour(二分图最优匹配:有向环覆盖)
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.
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:
我们把任意一个顶点i都分成两个,即i和i’. 如果原图存在i->j的边,那么二分图有i->j’的边.
下面我们要引出几条结论:
如果原图能由多个不相交的有向环覆盖,那么二分图必然存在完备匹配.(假设原图的有向环为(1->2->3->1) and(6->5->4->6),那么二分图的完备匹配就是1->2’ 2->3’ 3->1’6->5’ 5->4’ 4->6’)
如果二分图存在完备匹配,那么原图必定能由几个不想交的有向环覆盖.(假设二分图的完备匹配是1->2’ 2->3’ 3->1’ 6->5’ 5->4’ 4->6’那么原图的有向环为(1->2->3->1) and (6->5->4->6))
如果原图存在权值最大的有向环覆盖,那么二分图的最优匹配一定就是这个值.(因为该有向环覆盖对应了一个二分图的完备匹配,而该完备匹配的权值就等于该有向环覆盖的权值,所以最优匹配不可能丢失该最大权值的匹配)
现在原题要求的是最小长度匹配,我们把所有已知边的权值都取负数,且那些不存在的边我们取-INF(负无穷). 如果完备匹配存在,那么我们求出的最优匹配权值的绝对值 肯定<INF. 且该绝对值就是最小权值匹配.
如果完备匹配不存在,那么最优匹配权值的绝对值 肯定>INF.(想想是不是) 或者这么说,如果最终求得的匹配中,有任何一个匹配边用了权值为负无穷的边,那么最优匹配不存在(即完备匹配不存在)
注意:此题输入可能存在重边.
AC代码:
#include<cstdio> #include<cstring> #include<algorithm> #define INF 1e9 using namespace std; const int maxn=100+10; struct Max_Match { int n,W[maxn][maxn]; int Lx[maxn],Ly[maxn]; bool S[maxn],T[maxn]; int left[maxn]; bool match(int i) { S[i]=true; for(int j=1;j<=n;j++)if(Lx[i]+Ly[j]==W[i][j] && !T[j]) { T[j]=true; if(left[j]==-1 || match(left[j])) { left[j]=i; return true; } } return false; } void update() { int a=1<<30; for(int i=1;i<=n;i++)if(S[i]) for(int j=1;j<=n;j++)if(!T[j]) a=min(a, Lx[i]+Ly[j]-W[i][j]); for(int i=1;i<=n;i++) { if(S[i]) Lx[i] -=a; if(T[i]) Ly[i] +=a; } } int solve(int n) { this->n=n; memset(left,-1,sizeof(left)); for(int i=1;i<=n;i++) { Lx[i]=Ly[i]=0; for(int j=1;j<=n;j++) Lx[i]=max(Lx[i], W[i][j]); } for(int i=1;i<=n;i++) { while(true) { for(int j=1;j<=n;j++) S[j]=T[j]=false; if(match(i)) break; else update(); } } int ans=0; for(int i=1;i<=n;i++) { if(W[left[i]][i]==-INF) return -1; ans += W[left[i]][i]; } return -ans;//注意这里返回的是负值 } }KM; int main() { int n,m; while(scanf("%d%d",&n,&m)==2) { for(int i=1;i<=n;i++) for(int j=1;j<=n;j++) KM.W[i][j]=-INF; while(m--) { int u,v,w; scanf("%d%d%d",&u,&v,&w); KM.W[u][v]=max(KM.W[u][v],-w);//可能存在重边 } printf("%d\n",KM.solve(n)); } return 0; }