[ZJOI2010] 贪吃的老鼠(二分+差分+神仙建图网络流)
problem
luogu-P2570
solution
臥槽網絡流尼瑪神題
首先這個最小延長時間 TTT ,套路地考慮二分,將問題轉化為判定性問題。
其次 n,mn,mn,m 和奶酪存在時間 [l,r][l,r][l,r] 的量級差很大,我們肯定會猜想一段時間內選擇吃奶酪的老鼠是一樣,套路地考慮離散化。
將 nnn 個奶酪的出現、消失時間放進時間軸 ti[]ti[]ti[] 中。
有序化,將時間軸割裂成若干段不相交且并集為全集的的小區間,一段時間一段時間地考慮。
像這種貪心貪不動,dppdp\ pdp?p 不動的題目,我們就可以往網絡流上靠了 。
其實是感覺是個網絡流那它多半就是網絡流。
現在就當大家已經想(猜)到這是道網絡流了。
這道題問題就在于如何建立一個和原問題等價的網絡流。
滿足:任一時刻,一只老鼠最多吃一塊奶酪,一塊奶酪最多被一只老鼠吃。
因為網絡流是同時多路徑流,所以我們很難在網絡流上面直觀理解一對一。
本版塊是對建圖的描述。
剛開始,很容易想到。s,ts,ts,t 源匯點,1~n1\sim n1~n 的奶酪,源點 sss 分別與這 nnn 塊奶酪連邊,容量為對應奶酪的大小 ppp。
然后后面就開始 尼瑪 神起來了。
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首先要將老鼠按吃的 速度從大到小 排序,最后面插個速度 000,再 差分 一下,得到新的速度序列 {v}\{v\}{v}。
e.g.:5429→95420→4122\text{e.g.}:5\ 4\ 2\ 9\rightarrow 9\ 5\ 4\ 2\ 0\rightarrow 4\ 1\ 2\ 2e.g.:5?4?2?9→9?5?4?2?0→4?1?2?2。
后面建圖部分的第 iii 個老鼠點若未明確指出原老鼠 / 差分老鼠,則均指已經差分后的第 iii 個老鼠點。
差分過后,按劃分的每個時間段重復以下的操作:
假設這個時間段 jjj 的長度為 time=ti[j+1]?ti[j]time=ti[j+1]-ti[j]time=ti[j+1]?ti[j]。
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枚舉 1~m1\sim m1~m 老鼠,給其一個新編號 tot++tot++tot++,與匯點連邊。
第 iii 個老鼠連邊容量為 vi?i?timev_i·i·\text{time}vi??i?time。
你肯定會疑惑這個容量太奇怪了。但先別著急。
看圖:
vi?i:v_i·i:vi??i: 差分值乘上它的差分數組內的編號。
我們觀察得到,假設差分數組為 ddd,原數組為 ooo,則有 ∑di?i=∑oi\sum d_i·i=\sum o_i∑di??i=∑oi?。
那么乘上 timetimetime 就是這個老鼠點在這個時間段能吃的奶酪限制。
這個差分相當于將原老鼠切成了若干塊,按相同塊分類合并。
這個在差分數組內的編號 iii 意思就是有 iii 只原老鼠能劃分出這個 v[i]v[i]v[i] 塊,統稱一只差分老鼠。
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枚舉 1~n1\sim n1~n 奶酪,對完全在這個時間段出現的奶酪繼續操作:
與每個老鼠連邊,容量 vi?timev_i·timevi??time。
表示一只老鼠最多在一塊奶酪上付出的努力。
看圖:
你可以將不同顏色的藍線當作坐標軸的 x,yx,yx,y 基準軸,然后劃分出每個速度老鼠小方格,一個小方格一個小方格地分配。
從上往下從左往右第 (x,y)(x,y)(x,y) 的方格可以理解為該時間段會有第 yyy 只原老鼠吃掉第 xxx 個奶酪的 vy?timev_y·timevy??time 大小的部分。
每個奶酪會分配到某些行中的一個小方格,然后拼湊出來,相當于是吃掉了這個奶酪的一部分。
本板塊是證明此種 奇怪神奇但是對的 網絡流建圖方式不會出現不合法的情況,即不存在某一時刻一只老鼠同時吃多個奶酪 / 一個奶酪同時被多只老鼠吃。
PS:本版塊若未強調差分老鼠,則均指是原老鼠。
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先證明不存在一只老鼠同時吃多個奶酪的情況。
假設排序后第 kkk 只老鼠在該時間段吃了 xxx 塊奶酪,第 iii 塊奶酪吃了時間 tit_iti?。
如果 (∑ti)>time(\sum t_i)> time(∑ti?)>time,則表示存在一只老鼠同時吃多個奶酪(不合法)。
首先第 kkk 個差分老鼠至少產生的流量都是 (∑ti)?vk(\sum t_i)·v_k(∑ti?)?vk?,而容量為 vk?k?timev_k·k·timevk??k?time。
此時有兩種情況:
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有速度更快的老鼠能夠幫吃超額部分(引起老鼠必須同時吃奶酪的部分),那么就可以分擔。
就不會存在 (∑ti)>time(\sum t_i)>time(∑ti?)>time。(也就是說看似不合法的流法可以通過調整變成合法流法)
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不能幫吃完所有超額部分。那么這些更快的老鼠肯定是吃過了,也就是它們在這個時間段每時每刻都在吃。
在差分上會體現成前 k?1k-1k?1 個差分老鼠對 kkk 差分老鼠造成流量負擔,加上原本流量,(∑ti)?vk+(k?1)?vk?time=k?vk?time+vk?((∑ti′)?time)>k?vk?time(\sum t_i)·v_k+(k-1)·v_k·time=k·v_k·time+v_k·\big((\sum t_i')-time\big)>k·v_k·time(∑ti?)?vk?+(k?1)?vk??time=k?vk??time+vk??((∑ti′?)?time)>k?vk??time,即流量大于容量,顯然不可能,所以在網絡流圖上不可能跑成這樣。(如果調整不了那么一開始就不可能跑成這種情況)
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再證明不存在一個 iii 奶酪同時被多只老鼠吃的情況。
假設有 xxx 只老鼠吃了該奶酪,吃了時間 tit_iti?。
如果 (∑ti)>tim(\sum t_i)>tim(∑ti?)>tim 則表示存在一個奶酪同時被多只老鼠吃。
由于排名靠前的老鼠會對排名靠后的老鼠造成影響。即吃了同一個奶酪的 排名最后面的 老鼠流量為 (∑ti)?vk>ti?vk(\sum t_i)·v_k>t_i·v_k(∑ti?)?vk?>ti??vk?(奶酪向每個差分老鼠的連邊容量)。
也不存在跑出這種情況的可能。
在建圖板塊,是從差分到原來;而在證明板塊,是從原來到差分??啥嗨伎家幌?。
因為這個建圖是差分后的建圖,所以如果要輸出方案(即還原每只老鼠吃的時間)很有可能遇到差分還原后某只老鼠的時間是負數。
還原方法就是第一只差分老鼠的流量 /v/v/v 就是時間,然后把編號比它大的所有差分老鼠減去這個老鼠造成的流量貢獻,以此類推。
網絡流的流法很多種,我們只是知道最后流滿沒有。所以有可能某種流法看上去是不對的,但是它一定可以被調整成一種合法流法(優先滿足編號小的差分老鼠)。
所以考察輸出方案的話就顯得不可做了。
code
#include <bits/stdc++.h> using namespace std; #define int long long #define maxn 100000 #define maxm 500000 #define eps 1e-6 #define inf 1e9int s, t, cnt, T, n, m; int head[maxn], cur[maxn], dep[maxn]; struct edge { int to, nxt; double flow; }E[maxm]; namespace NetworkFlow {queue < int > q;void init() { s = 0, t = n * m * 2 + 1, cnt = -1, memset( head, -1, sizeof( head ) ); }void addedge( int u, int v, double w ) {E[++ cnt] = { v, head[u], w }, head[u] = cnt;E[++ cnt] = { u, head[v], 0 }, head[v] = cnt;}bool bfs() {memset( dep, 0, sizeof( dep ) );memcpy( cur, head, sizeof( head ) );dep[s] = 1; q.push( s );while( ! q.empty() ) {int u = q.front(); q.pop();for( int i = head[u];~ i;i = E[i].nxt ) {int v = E[i].to;if( ! dep[v] and E[i].flow > eps ) {dep[v] = dep[u] + 1;q.push( v );}}}return dep[t];}double dfs( int u, double cap ) {if( u == t or cap < eps ) return cap;double flow = 0;for( int i = cur[u];~ i;i = E[i].nxt ) {int v = E[i].to; cur[u] = i;if( dep[v] == dep[u] + 1 ) {double w = dfs( v, min( cap, E[i].flow ) );if( w < eps ) continue;E[i ^ 1].flow += w;E[i].flow -= w;flow += w;cap -= w;if( cap < eps ) break;}}return flow;}double dinic() {double ans = 0;while( bfs() ) ans += dfs( s, inf );return ans;} }struct node { double p, l, r; }c[maxn]; double v[maxn], ti[maxn]; double sum; bool check( double delta ) {NetworkFlow :: init();for( int i = 1;i <= n;i ++ ) {NetworkFlow :: addedge( s, i, c[i].p );ti[i] = c[i].l, ti[i + n] = c[i].r + delta;}sort( ti + 1, ti + (n << 1 | 1) );int tot = n;for( int i = 1;i <= m;i ++ )for( int j = 1;j < (n << 1);j ++ ) {if( ti[j + 1] - ti[j] < eps ) continue;tot ++, NetworkFlow :: addedge( tot, t, ( ti[j + 1] - ti[j] ) * v[i] * i );for( int k = 1;k <= n;k ++ )if( c[k].l <= ti[j] and ti[j + 1] <= delta + c[k].r )NetworkFlow :: addedge( k, tot, ( ti[j + 1] - ti[j] ) * v[i] );}return sum - NetworkFlow :: dinic() < eps; }signed main() { scanf( "%lld", &T );while( T -- ) {scanf( "%lld %lld", &n, &m );for( int i = 1;i <= n;i ++ ) scanf( "%lf %lf %lf", &c[i].p, &c[i].l, &c[i].r );sum = 0; for( int i = 1;i <= n;i ++ ) sum += c[i].p;for( int i = 1;i <= m;i ++ ) scanf( "%lf", &v[i] );sort( v + 1, v + m + 1, []( int x, int y ) { return x > y; } ); for( int i = 1;i < m;i ++ ) v[i] = v[i] - v[i + 1];double l = 0, r = 5e7, ans;while( l + eps < r ) {double mid = ( l + r ) / 2;if( check( mid ) ) ans = mid, r = mid;else l = mid;}printf( "%.4f\n", ans );}return 0; } 創作挑戰賽新人創作獎勵來咯,堅持創作打卡瓜分現金大獎總結
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