UVA 11478 Halum(用bellman-ford解差分约束)

对于一个有向带权图,进行一种操作(v,d),对以点v为终点的边的权值-d,对以点v为起点的边的权值+d。现在给出一个有向带权图,为能否经过一系列的(v,d)操作使图上的每一条边的权值为正,若能,求最小边权的最大值。

不得不说,图论与动态规划的产物实在是神奇!!

1、既然是“最小值最大”问题,容易想到二分答案。

2、抽象出数学模型。这个在《训练指南》里写得已经很详细,鄙人还是以自己的理解表达一下。

  这里有两处特别值得学习的地方。一、叠加:假设每个点都对应着一个(v,d)操作,那么对于边u->v来说,受到两个端点的影响,最终的权值为(c+du-dv)。二、抽象:这个没学过差分约束真心想不到。之前想到了二分答案,那么我们假设最终的“最小值最大”为x,那么所有边满足(c+du-dv)>=x,变形后(dv-du)<=(c-x)。由于是第一次做这种类型的题,无法妄下结论,但书上所说到的“最短路中的不等式d[v]<=d[u]+w(u,v)”,很明显,我们常用的的不等式是d[v]>=d[u]+w(u,v)。所以,这里先记住这个模型:形如xj-xi

<=b,建边i->j,边权为b。(提出疑问:若得到的模型为xi-xj>=b,变形后xj-xi<=-b => 建边i->j,边权为-b)。

  至于书上说的"加源点s",完全不知为何物= =。不过不妨碍我们做题。由于采用二分答案,边权c是变值,处理方式很直白的把所有的边-x,判完负环再做+x就好了。

  为何判负环就可行呢?我们通过二分答案,改变b的值,每次都得到了一个的形如xj-xi<=b的不等式组,当不等式组不成立即说明当前二分的值不成立。举个例子:有个环1->2,2->3,3->1,对应的不等式x2-x1<=ca,x3-x2<=cb,x1-x3<=cc,若这是个负环,说明等式右侧(ca+cb+cc)<0,而等式左侧=0,为恒不等式。所以一旦存在负环,不等式组不成立,差分约束系统无解。

注意:

1、先做完特判,再处理其他数据,这点是通用的。(我一开始把判“No Solution”放在二分后面了,TLE。当然现在也不过是飘过时限= =)

  判“Inf”,无环,就不会在同一个圈中两两影响。判“No”要用1而不能是0,因为最后求得是正数。

2、二分写得时候要注意,要绝对防止 l,r 在相邻两个数之间不变。e.g:第三组样例,l=3,r=4,x作为中间值,当x==3,成立=>l=x;当x==4,不成立=>r=x。死循环了(偶真是弱爆了,明明很简单的问题还要想半天)

  1 #include<cstdio>
  2 #include<cstring>
  3 #include<queue>
  4 #include<algorithm>
  5 #define clr(a,m) memset(a,m,sizeof(a))
  6 #define rep(i,a,b) for(int i=a;i<=b;i++)
  7 using namespace std;
  8 
  9 const int MAXN=555;
 10 const int INF =1e8;
 11 
 12 struct Edge{
 13     int u,v,c;
 14 };
 15 
 16 int inq[MAXN],cnt[MAXN],d[MAXN];
 17 vector<Edge>edge;
 18 vector<int>G[MAXN];
 19 
 20 void init(int n)
 21 {
 22     edge.clear();
 23     rep(i,1,n)
 24         G[i].clear();
 25 }
 26 
 27 void add(int u,int v,int c)
 28 {
 29     edge.push_back((Edge){u,v,c});
 30     int m=edge.size();
 31     G[u].push_back(m-1);
 32 }
 33 
 34 double build(int m)
 35 {
 36     int u,v;
 37     int c,up=0;
 38     rep(i,1,m){
 39         scanf("%d%d%d",&u,&v,&c);
 40         up=max(up,c);
 41         add(u,v,c);
 42     }
 43     return up;
 44 }
 45 
 46 bool BF(int st,int n)
 47 {
 48     clr(inq,0);
 49     clr(cnt,0);
 50     queue<int>q;
 51     rep(i,1,n){
 52         if(i==st)d[i]=0;
 53         else d[i]=INF;
 54         q.push(i);
 55     }
 56     while(!q.empty())
 57     {
 58         int u=q.front();q.pop();
 59         inq[u]=false;
 60         int sz=G[u].size();
 61         rep(i,0,sz-1){
 62             Edge e=edge[G[u][i]];
 63             if(d[e.v]>d[u]+e.c){
 64                 d[e.v]=d[u]+e.c;
 65                 if(!inq[e.v]){
 66                     q.push(e.v);
 67                     inq[e.v]=true;
 68                     if(++cnt[e.v]>n)
 69                         return true;
 70                 }
 71             }
 72         }
 73     }
 74     return false;
 75 }
 76 
 77 bool test(int n,int m,int x)
 78 {
 79     rep(i,0,m-1)
 80         edge[i].c-=x;
 81     bool flog=BF(1,n);
 82     rep(i,0,m-1)
 83         edge[i].c+=x;
 84     return flog;
 85 }
 86 
 87 int main()
 88 {
 89     int T,n,m;
 90     while(~scanf("%d%d",&n,&m))
 91     {
 92         init(n);
 93         int up=build(m);
 94 
 95         if(!test(n,m,up+1))
 96             printf("Infinite
");
 97         else if(test(n,m,1))
 98             printf("No Solution
");
 99         else{
100             int  l=0,r=up;
101             while(l<r)
102             {
103                 int x=l+(r-l+1)/2;
104                 if(test(n,m,x))
105                     r=x-1;
106                 else
107                     l=x;
108             }
109             printf("%d
",l);
110         }
111     }
112     return 0;
113 }
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 后记:

1、书上所说“最短路中的不等式d[v]<=d[u]+w(u,v)”指的是最短路的关系式,而不是松弛操作。表示从起点s->v的最短路恒<=s->u的最短路+w(u,v)。

2、根据不等式的变形,的确可以自由选择使用最长路还是最短路求解,但两种方法所得的答案不同,具体解释http://www.cnblogs.com/zstu-abc/p/3277305.html

原文地址:https://www.cnblogs.com/zstu-abc/p/3266795.html