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思路:
最小费用最大流,代价拆开变成A[i][j] ^2 - A[i][j] * B[i][j] * 2 + B[i][j] ^ 2,假设给定的数组是B,那么B[i][j] ^ 2 可以直接忽略。现在的目标是最小化A[I][j] ^ 2 - 2 * A[i][j] * B[i][j]。
可以看出这个一个棋盘模型,棋盘黑白染色后,设每个 i % 2 == j % 2 的格子为白色格子,其他为黑色。 对于每个白点,将其与源点连K条边,第 i 条边表示从i - 1 增加到 i 所需要的代价,为2 * i - 1 - 2 * B[i][j] ( i ^ 2 - (i - 1) ^ 2),流量为1。 可以看到代价是随着 i 的增大而递增,所以可以最小费用流解决,同理,黑点向汇点连K条边。 还有白点向相邻的黑点连代价为0,流量为无穷大的边。 跑最小费用流,直到找到一条 >= 0的增广路时退出,因为 >= 0的已经没有任何意义。
#include <iostream> #include <cstdio> #include <cstring> #include <algorithm> #include <queue> using namespace std; const int E = 50010; const int oo = 0x7fffffff; const int N = 1010; struct edge { int next,v,flow,cost; }e[E]; int head[N],cnt; queue<int> q; void addedge(int u,int v,int flow,int cost) { e[cnt].v = v; e[cnt].flow = flow; e[cnt].cost = cost; e[cnt].next = head[u]; head[u] = cnt ++; } void addEdge(int u,int v,int flow,int cost) { addedge(u,v,flow,cost); addedge(v,u,0, -cost); } int S,T,ans; int dir[4][2] = {0,1,0,-1,1,0,-1,0}; bool sure(int x,int y,int n,int m) { return x >= 1 && x <= n && y >= 1 && y <= m; } void init() { int n,m,K,x; memset(head,-1,sizeof(head)); cnt = 0; scanf("%d%d%d",&n,&m,&K); S = 0,T = n * m + 10; ans = 0; int c1 = 0,c2 = (n * m + 1) / 2 + 5; int map[15][15]; for(int i = 1; i <= n; i ++) for(int j = 1; j <= m; j ++) { scanf("%d",&x); ans += x * x; if(i % 2 == j % 2) map[i][j] = ++ c1; else map[i][j] = ++ c2; for(int k = 1; k <= K; k ++) { if(i % 2 == j % 2) { addEdge(S,c1,1,2 * k - 1 - 2 * x); } else { addEdge(c2,T,1,2 * k - 1 - 2 * x); } } } for(int i = 1; i <= n; i ++) for(int j = 1; j <= m; j ++) if(i % 2 == j % 2) { for(int k = 0; k < 4; k ++) { int tx = i + dir[k][0]; int ty = j + dir[k][1]; if(!sure(tx,ty,n,m)) continue; addEdge(map[i][j],map[tx][ty],oo,0); } } } int dis[N],cc[N],visit[N],pre[N],dd[N]; int spfa() { fill(dis,dis + T + 1, oo); dis[S] = 0; pre[S] = -1; q.push(S); while(!q.empty()) { int u = q.front(); q.pop(); visit[u] = 0; for(int i = head[u]; i != -1; i = e[i].next) { if(e[i].flow > 0 && dis[e[i].v] > dis[u] + e[i].cost) { dis[e[i].v] = dis[u] + e[i].cost; pre[e[i].v] = u; cc[e[i].v] = i; dd[e[i].v] = e[i].cost; if(!visit[e[i].v]) { q.push(e[i].v); visit[e[i].v] = 1; } } } } return dis[T] < 0; } int argument() { int aug = oo; int u,v; int ans = 0; for(u = pre[v = T]; v != S; v = u, u = pre[v]) if(e[cc[v]].flow < aug) aug = e[cc[v]].flow; for(u = pre[v = T]; v != S; v = u, u = pre[v]) { e[cc[v]].flow -= aug; e[cc[v] ^ 1].flow += aug; ans += dd[v] * aug; } return ans; } void mcmf() { memset(visit,0,sizeof(visit)); while(spfa()) ans += argument(); printf("%d\n",ans); } int main() { int t; scanf("%d",&t); for(int cas = 1; cas <= t; cas ++) { init(); printf("Case %d: ",cas); mcmf(); } return 0; }