HDU 2485 Destroying the bus stations(费用流)

HDU 2485 Destroying the bus stations(费用流)

http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=2485

题意:

       给你一个n个节点m条边的有向图,从1号节点到n号节点没有直接的边,然后问你最少需要删除几个节点,才能使得该有向图没有从1号节点到n号节点长度<=k的路.(当然1号节点和n号节点是不可以删除的)

分析:

       其实本题求得就是该网络流图(源点1,汇点n)的最小割点集合.

       我们把第2到n-1号点变成两个点即i和i+n编号,然后添加边(i, i+n, 1, 0).

       然后对于原图的每条边(i,j) 如果i==1, 那么添边(1, j, INF, 1)(这个容量必须为INF).如果i不是1号节点,那么添边(i+n, j, INF, 1). (注意这里边容量设为INF1都可以,因为该边的起点不是源点s的话,那么该边必然是从(i,i+n,1,0)流进流量的)

       由于这里我们要求距离使得距离>K的最少个点数目,其实就是求新图中使得1到n距离>K的最少割边数目,那么我们每次用BellmanFord算法增广的过程中,是不是正好求得一条从1到n距离为d[t]的最小费用(即距离)路径? 如果此时d[t]=3<=K,且此时的a[t]=2 表示此时的网络中有2条最小费用(即距离)都为3且除了起点和终点相同外,路上任意其他点都不相同的路. 那么自然此时的流量==2且是我们需要删除的割边(即原图割点)的数目.

       就这样一直增广,只要d[t]<=K,此时的流量就是我们需要删除的割边数目.将这些所有割边数加起来就是原来我们需要删除的割点数目.

       这里注意一点:我们找到的所有的费用<=K的路(除了起点和终点外)都是没有任何一点公共点的(因为任意一点的边(i,i+n)只有容量1).所以这些所有的路都是费用<=K的平行互不影响的路,所以不可能存在删除更少的割边(原始割点)能得到解的方法.即我们这个就是最优解.

AC代码:

#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<queue>
#include<vector>
#include<algorithm>
#define INF 1e9
using namespace std;
const int maxn= 100+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 a[maxn];
    int p[maxn];

    void init(int n,int s,int t)
    {
        this->n=n, this->s=s, this->t=t;
        edges.clear();
        for(int i=1;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,int k)
    {
        queue<int> Q;
        memset(inq,0,sizeof(inq));
        for(int i=1;i<=n;++i) d[i]=INF;
        d[s]=0,p[s]=0,Q.push(s),inq[s]=true,a[s]=INF;

        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;
                    a[e.to]=min(a[u],e.cap-e.flow);
                    p[e.to]=G[u][i];
                    if(!inq[e.to]){inq[e.to]=true; Q.push(e.to);}
                }
            }
        }
        if(d[t]>k) return false;//增广到超过k截止,各条增广路平行不相交
        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 k)
    {
        int flow=0,cost=0;
        while(BellmanFord(flow,cost,k));
        return flow; //返回的是流量,即等于割边数
    }
}MM;

int main()
{
    int n,m,k;
    while(scanf("%d%d%d",&n,&m,&k)==3 && n)
    {
        int src=1,dst=n;
        MM.init(2*n-1,src,dst);//这里如果节点数写2*n-2,就错了
        for(int i=2;i<=n-1;++i) MM.AddEdge(i,i+n,1,0);//看这里i==n-1时,i+n==2*n-1了
        while(m--)
        {
            int u,v;
            scanf("%d%d",&u,&v);
            if(u==src) MM.AddEdge(src,v,INF,1);
            else if(u==dst) continue;//既然是求最大流,那么怎么可能到了终点的流还能出去?
            else MM.AddEdge(u+n,v,1,1);
        }
        printf("%d\n",MM.solve(k));
    }
    return 0;
}

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