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2 2 .m H. 5 5 HH..m ..... ..... ..... mm..H 7 8 ...H.... ...H.... ...H.... mmmHmmmm ...H.... ...H.... ...H.... 0 0
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2 10 28
题意:m表示人,H表示房子,一个人只能进一个房子,一个房子也只能进去一个人,房子数等于人数,现在要让所有人进入房子,求所有人都进房子最短的路径。
思路1:在哈工大出版的图论及应用上有这个原题,是出在二分图的区域,那本书上的模板有bug,我的博客有改过之后的正确模板:
KM算法模板
这题就是个匹配的问题,有多少人回家,让回家的路总和最短,这就让匹配有了权值,所以得用KM算法,不过KM算法是最优匹配,匹配得出来的是最大值,然而我们要求出来最小值,所以我们用一个最大值减去每条边的值,使大小顺序倒过来,然后跑完KM算法之后用最大值*n-匹配值就是得出的结果了。
#include <iostream> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include<string.h> #include<algorithm> #include<math.h> #include<queue> #include<stack> using namespace std; typedef long long ll; const int inf=1e9,maxn=110; int tu[maxn][maxn],match1[maxn],match2[maxn]; int KM(int m,int n) { int s[maxn],t[maxn],l1[maxn],l2[maxn],p,q,ret=0,i,j,k; ///l1为左边的匹配分量,l2是右边的匹配分量 for(i=0; i<m; i++) { for(l1[i]=-inf,j=0; j<n; j++) l1[i]=tu[i][j]>l1[i]?tu[i][j]:l1[i]; if(l1[i]==-inf) return -1; } for(i=0; i<n; l2[i++]=0); memset(match1,-1,sizeof(int)*n); memset(match2,-1,sizeof(int)*n); for(i=0; i<m; i++) { memset(t,-1,sizeof(int)*n); for(s[p=q=0]=i; p<=q&&match1[i]<0; p++) { for(k=s[p],j=0; j<n&&match1[i]<0; j++) if(l1[k]+l2[j]==tu[k][j]&&t[j]<0) { s[++q]=match2[j],t[j]=k; if(s[q]<0) for(p=j; p>=0; j=p) match2[j]=k=t[j],p=match1[k],match1[k]=j; } } if(match1[i]<0) { for(i--,p=inf,k=0; k<=q; k++) for(j=0; j<n; j++) if(t[j]<0&&l1[s[k]]+l2[j]-tu[s[k]][j]<p) p=l1[s[k]]+l2[j]-tu[s[k]][j]; for(j=0; j<n; l2[j]+=t[j]<0?0:p,j++); for(k=0; k<=q; l1[s[k++]]-=p); } } for(i=0; i<m; i++) ret+=tu[i][match1[i]]; return ret; } char x[110][110]; struct hh { int x,y; hh(int xx,int yy) { x=xx,y=yy; } }; vector<hh>hou; vector<hh>man; int real(int x) { if(x<0) return -x; return x; } int main() { int m,n; while(~scanf("%d%d",&n,&m)&&m+n) { hou.clear(); man.clear(); for(int i=0; i<n; i++) for(int j=0; j<m; j++) { scanf(" %c",&x[i][j]); if(x[i][j]=='H') { hh t(i,j); hou.push_back(t); } else if(x[i][j]=='m') { hh t(i,j); man.push_back(t); } } int l=hou.size(); for(int i=0; i<l; i++) for(int j=0; j<l; j++) tu[i][j]=100000-(real(hou[i].x-man[j].x)+real(hou[i].y-man[j].y)); printf("%d\n",100000*l-KM(l,l)); } return 0; }
思路2:这题由于是要求总的最短路径,那么我们可以想到用最小费用流来解决这个问题。
我的博客有最小费用流的模板:最小费用流模板
#include <iostream> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include<string.h> #include<algorithm> #include<math.h> #include<queue> #include<stack> using namespace std; typedef long long ll; const int oo=1e9; const int mm=11111111; const int mn=888888; int node,src,dest,edge; int ver[mm],flow[mm],cost[mm],nex[mm]; int head[mn],dis[mn],p[mn],q[mn],vis[mn]; /**这些变量基本与最大流相同,增加了cost 表示边的费用,p记录可行流上节点对应的反向边*/ void prepare(int _node,int _src,int _dest) { node=_node,src=_src,dest=_dest; for(int i=0; i<node; i++)head[i]=-1,vis[i]=0; edge=0; } void addedge(int u,int v,int f,int c) { ver[edge]=v,flow[edge]=f,cost[edge]=c,nex[edge]=head[u],head[u]=edge++; ver[edge]=u,flow[edge]=0,cost[edge]=-c,nex[edge]=head[v],head[v]=edge++; } bool spfa()/**spfa 求最短路,并用 p 记录最短路上的边*/ { int i,u,v,l,r=0,tmp; for(i=0; i<node; ++i)dis[i]=oo; dis[q[r++]=src]=0; p[src]=p[dest]=-1; for(l=0; l!=r; (++l>=mn)?l=0:l) for(i=head[u=q[l]],vis[u]=0; i>=0; i=nex[i]) if(flow[i]&&dis[v=ver[i]]>(tmp=dis[u]+cost[i])) { dis[v]=tmp; p[v]=i^1; if(vis[v]) continue; vis[q[r++]=v]=1; if(r>=mn)r=0; } return p[dest]>-1; } int SpfaFlow()/**源点到汇点的一条最短路即可行流,不断的找这样的可行流*/ { int i,ret=0,delta; while(spfa()) { for(i=p[dest],delta=oo; i>=0; i=p[ver[i]]) if(flow[i^1]<delta)delta=flow[i^1]; for(i=p[dest]; i>=0; i=p[ver[i]]) flow[i]+=delta,flow[i^1]-=delta; ret+=delta*dis[dest]; } return ret; } struct hh { int x,y; hh(int xx,int yy) { x=xx,y=yy; } }; vector<hh>hou; vector<hh>man; int real(int x) { if(x<0) return -x; return x; } char x[110][110]; int main() { int m,n; while(~scanf("%d%d",&n,&m)&&n+m) { hou.clear(); man.clear(); for(int i=0; i<n; i++) for(int j=0; j<m; j++) { scanf(" %c",&x[i][j]); if(x[i][j]=='H') { hh t(i,j); hou.push_back(t); } else if(x[i][j]=='m') { hh t(i,j); man.push_back(t); } } int l=hou.size(); prepare(2*l+2,2*l,2*l+1); for(int i=0; i<l; i++) for(int j=0; j<l; j++) addedge(i,j+l,1,real(hou[i].x-man[j].x)+real(hou[i].y-man[j].y)); for(int i=0; i<l; i++) addedge(2*l,i,1,0),addedge(i+l,2*l+1,1,0); printf("%d\n",SpfaFlow()); } return 0; }