【PowerOJ1754&网络流24题】负载平衡问题(费用流)

题意:

 思路:

【问题分析】

转化为供求平衡问题,用最小费用最大流解决。

【建模方法】

首先求出所有仓库存货量平均值,设第i个仓库的盈余量为A[i],A[i] = 第i个仓库原有存货量 - 平均存货量。建立二分图,把每个仓库抽象为两个节点Xi和Yi。增设附加源S汇T。

1、如果A[i]>0,从S向Xi连一条容量为A[i],费用为0的有向边。

2、如果A[i]<0,从Yi向T连一条容量为-A[i],费用为0的有向边。

3、每个Xi向两个相邻顶点j,从Xi到Xj连接一条容量为无穷大,费用为1的有向边,从Xi到Yj连接一条容量为无穷大,费用为1的有向边。

求最小费用最大流,最小费用流值就是最少搬运量。

【建模分析】

计算出每个仓库的盈余后,可以把问题转化为供求问题。建立供求网络,把二分图X集合中所有节点看做供应节点,Y集合所有节点看做需求节点,在能一次搬运满足供需的Xi和Yj之间连接一条费用为1的

有向边,表示搬运一个单位货物费用为1。另外还要在Xi与相邻的Xj之间连接边,表示货物可以暂时搬运过去,不立即满足需求,费用也为1。最大流满足了所有的盈余和亏损供求平衡,最小费用就是最少

搬运量。

  1 #include<bits/stdc++.h>
  2 using namespace std;
  3 typedef long long ll;
  4 typedef unsigned int uint;
  5 typedef unsigned long long ull;
  6 typedef long double ld;
  7 typedef pair<int,int> PII;
  8 typedef pair<ll,ll> Pll;
  9 typedef vector<int> VI;
 10 typedef vector<PII> VII;
 11 typedef pair<ll,ll>P;
 12 #define N  50000
 13 #define M  1000000
 14 #define INF 1e9
 15 #define fi first
 16 #define se second
 17 #define MP make_pair
 18 #define pb push_back
 19 #define pi acos(-1)
 20 #define mem(a,b) memset(a,b,sizeof(a))
 21 #define rep(i,a,b) for(int i=(int)a;i<=(int)b;i++)
 22 #define per(i,a,b) for(int i=(int)a;i>=(int)b;i--)
 23 #define lowbit(x) x&(-x)
 24 #define Rand (rand()*(1<<16)+rand())
 25 #define id(x) ((x)<=B?(x):m-n/(x)+1)
 26 #define ls p<<1
 27 #define rs p<<1|1
 28 
 29 const ll MOD=1e9+7,inv2=(MOD+1)/2;
 30       double eps=1e-6;
 31       int dx[4]={-1,1,0,0};
 32       int dy[4]={0,0,-1,1};
 33 
 34 int head[N],vet[N],nxt[N],len1[N],len2[N],dis[N],inq[N],a[N],q[N],pre[N][2],num[N][2],
 35     s,S,T,ans1,ans2,tot;
 36 
 37 int read()
 38 {
 39    int v=0,f=1;
 40    char c=getchar();
 41    while(c<48||57<c) {if(c=='-') f=-1; c=getchar();}
 42    while(48<=c&&c<=57) v=(v<<3)+v+v+c-48,c=getchar();
 43    return v*f;
 44 }
 45 
 46 void add(int a,int b,int c,int d)
 47 {
 48     nxt[++tot]=head[a];
 49     vet[tot]=b;
 50     len1[tot]=c;
 51     len2[tot]=d;
 52     head[a]=tot;
 53 
 54     nxt[++tot]=head[b];
 55     vet[tot]=a;
 56     len1[tot]=0;
 57     len2[tot]=-d;
 58     head[b]=tot;
 59 }
 60 
 61 int spfa()
 62 {
 63     rep(i,1,s)
 64     {
 65         dis[i]=INF;
 66         inq[i]=0;
 67     }
 68     int t=0,w=1;
 69     q[1]=S; dis[S]=0; inq[S]=1;
 70     while(t<w)
 71     {
 72         t++; int u=q[t%(s+5)]; inq[u]=0;
 73         int e=head[u];
 74         while(e)
 75         {
 76             int v=vet[e];
 77             if(len1[e]&&dis[u]+len2[e]<dis[v])
 78             {
 79                 dis[v]=dis[u]+len2[e];
 80                 pre[v][0]=u;
 81                 pre[v][1]=e;
 82                 if(!inq[v])
 83                 {
 84                     w++; q[w%(s+5)]=v; inq[v]=1;
 85                 }
 86             }
 87             e=nxt[e];
 88         }
 89     }
 90     if(dis[T]==INF) return 0;
 91     return 1;
 92 }
 93 
 94 void mcf()
 95 {
 96     int k=T,t=INF;
 97     while(k!=S)
 98     {
 99         int e=pre[k][1];
100         t=min(t,len1[e]);
101         k=pre[k][0];
102     }
103     ans1+=t;
104     k=T;
105     while(k!=S)
106     {
107         int e=pre[k][1];
108         len1[e]-=t;
109         len1[e^1]+=t;
110         ans2+=t*len2[e];
111         k=pre[k][0];
112     }
113 
114 }
115 
116 int main()
117 {
118     //freopen("1.in","r",stdin);
119     int n=read();
120     int sum=0;
121     rep(i,1,n)
122     {
123         a[i]=read();
124         sum+=a[i];
125     }
126     s=0;
127     rep(i,1,n)
128      rep(j,0,1) num[i][j]=++s;
129     int avg=sum/n;
130     S=++s,T=++s;
131     rep(i,1,s) head[i]=0;
132     tot=1;
133     rep(i,1,n)
134     {
135         if(a[i]>avg) add(S,num[i][0],a[i]-avg,0);
136         if(a[i]<avg) add(num[i][1],T,avg-a[i],0);
137     }
138     rep(i,1,n)
139     {
140         int x=i-1;
141         if(x==0) x=n;
142         add(num[i][0],num[x][0],INF,1);
143         add(num[i][0],num[x][1],INF,1);
144         x=i+1;
145         if(x==n+1) x=1;
146         add(num[i][0],num[x][0],INF,1);
147         add(num[i][0],num[x][1],INF,1);
148     }
149     ans1=ans2=0;
150     while(spfa()) mcf();
151     printf("%d
",ans2);
152     return 0;
153 
154 }
原文地址:https://www.cnblogs.com/myx12345/p/11765769.html