题目描述:
题目分析:
求最大费用可行流即可。路径的长度指路径上的
t
i
t_i
ti之和。
对偶理论:
变量非负,约束不等式同号,下面这张图截自百度百科对偶理论
LOJ上有不二分的做法,8是太懂。。虽然上面这个做法也很玄学 (Upd,后文补充了)
Upd:更好的理解体验请阅读 2016国家集训队论文《浅谈线性规划与对偶问题》
Code:
#include<bits/stdc++.h>
#define maxn 125
#define maxm 1505
using namespace std;
const int inf = 0x3f3f3f3f;
int n,m,W,S,T;
int fir[maxn],nxt[maxm],to[maxm],c[maxm],w[maxm],tot=1;
void line(int x,int y,int z,int v){
nxt[++tot]=fir[x],fir[x]=tot,to[tot]=y,c[tot]=z,w[tot]=v;
nxt[++tot]=fir[y],fir[y]=tot,to[tot]=x,c[tot]=0,w[tot]=-v;
}
int X[405],Y[405],sum,t[maxn],C[maxn];
int dis[maxn],pp[maxn],pe[maxn];
queue<int>q; bool inq[maxn];
bool SPFA(){
memset(dis,0x3f,(T+1)<<2); q.push(T),dis[T]=0;
while(!q.empty()){
int u=q.front(); q.pop(),inq[u]=0;
for(int i=fir[u],v;i;i=nxt[i]) if(c[i^1]&&dis[v=to[i]]>dis[u]+w[i^1]){
dis[v]=dis[u]+w[i^1],pp[v]=u,pe[v]=i^1;
if(!inq[v]) inq[v]=1,q.push(v);
}
}
return dis[S]<0;
}
bool check(int mid){
memset(fir,0,(T+1)<<2),tot=1;
for(int i=1;i<=n;i++)
line(S,i,inf,mid),
line(i,i+n,C[i],-t[i]),
line(i,i+n,inf,0),
line(i+n,T,inf,0);
for(int i=1;i<=m;i++) line(X[i]+n,Y[i],inf,0);
int ans=0;
while(SPFA()){
int mn=inf;
for(int x=S;x!=T;x=pp[x]) mn=min(mn,c[pe[x]]);
ans+=mn*dis[S];
for(int x=S;x!=T;x=pp[x]) c[pe[x]]-=mn,c[pe[x]^1]+=mn;
}
return -ans<=W;
}
int main()
{
scanf("%d%d%d",&n,&m,&W);
for(int i=1;i<=n;i++) scanf("%d",&t[i]),sum+=t[i];
for(int i=1;i<=n;i++) scanf("%d",&C[i]);
for(int i=1;i<=m;i++) scanf("%d%d",&X[i],&Y[i]);
S=0,T=2*n+1;
int l=0,r=sum,mid;
while(l<r) check(mid=(l+r)>>1)?(r=mid):(l=mid+1);
printf("%d\n",l);
}
Upd:LP对偶费用流解法
听完dls的LP对偶费用流归来啦!(虽然还有点迷糊)
线性规划
minimize
∑
c
(
u
,
v
)
max
(
h
u
−
h
v
+
w
(
u
,
v
)
,
0
)
\text{minimize} \sum c(u,v)\max(h_u-h_v+w(u,v),0)
minimize∑c(u,v)max(hu−hv+w(u,v),0)
可以转化为最大费用循环流,
u
u
u 向
v
v
v 连流量为
c
(
u
,
v
)
c(u,v)
c(u,v),费用为
w
(
u
,
v
)
w(u,v)
w(u,v) 的边,其中
h
h
h 为自己定义的
≥
0
\ge 0
≥0 的变量。
具体证明可以根据最大费用循环流的线性规划模型对偶回去,网上也有。
我们把 u u u 点安装完成的时间设为 T u T_u Tu,减少时间设为 δ u \delta_u δu,那么限制条件就是 T v ≥ T u + t v − δ v T_v\ge T_u+t_v-\delta_v Tv≥Tu+tv−δv。
二分答案之后我们想要最小化 ∑ δ v ∗ c v \sum \delta_v*c_v ∑δv∗cv,但是 δ v \delta_v δv 的限制条件有多个,无法取等,把点拆成两个: x u x_u xu 和 y u y_u yu,分别表示前面所有安装包安装完成的时间,和 u u u 安装完成的时间。
最开始的问题可以表述为:
minimize
y
e
n
d
s.t.
y
v
−
x
v
−
t
v
+
δ
v
≥
0
y
u
≤
x
v
δ
v
≤
t
v
∑
δ
v
∗
c
v
≤
w
\text{minimize} ~y_{end}\\ \text{s.t.}~~~~~y_v-x_v-t_v+\delta_v\ge 0\\ y_u\le x_v\\ \delta_v\le t_v\\ \sum \delta_v*c_v\le w
minimize yends.t. yv−xv−tv+δv≥0yu≤xvδv≤tv∑δv∗cv≤w
二分答案
λ
\lambda
λ,问题转化为:
minimize
∑
δ
v
∗
c
v
s.t.
y
v
−
x
v
−
t
v
+
δ
v
≥
0
y
u
≤
x
v
δ
v
≤
t
v
y
v
≤
λ
\text{minimize} \sum\delta_v*c_v\\ \text{s.t.}~~~~~y_v-x_v-t_v+\delta_v\ge 0\\ y_u\le x_v\\ \delta_v\le t_v\\ y_v\le \lambda
minimize∑δv∗cvs.t. yv−xv−tv+δv≥0yu≤xvδv≤tvyv≤λ
最优情况下
δ
v
=
max
(
x
v
−
y
v
+
t
v
,
0
)
\delta_v=\max(x_v-y_v+t_v,0)
δv=max(xv−yv+tv,0)
因为是最小化,所以
y
u
≤
x
v
y_u\le x_v
yu≤xv 可以用
∞
∗
max
(
y
u
−
x
v
,
0
)
\infty*\max(y_u-x_v,0)
∞∗max(yu−xv,0) 的代价来表示。
δ
v
≤
t
v
\delta_v\le t_v
δv≤tv 即
x
v
≤
y
v
x_v\le y_v
xv≤yv,代价为
∞
∗
max
(
x
v
−
y
v
,
0
)
\infty*\max(x_v-y_v,0)
∞∗max(xv−yv,0)
为了方便,我们新建两个点
S
,
T
S,T
S,T,
S
≤
x
v
S\le x_v
S≤xv,
y
v
≤
T
y_v\le T
yv≤T,分别为
∞
∗
max
(
S
−
x
v
,
0
)
\infty*\max(S-x_v,0)
∞∗max(S−xv,0),
∞
∗
max
(
y
v
−
T
,
0
)
\infty*\max(y_v-T,0)
∞∗max(yv−T,0),实际上这也是在框定
x
v
,
y
v
x_v,y_v
xv,yv 的范围。
y
v
≤
λ
y_v\le \lambda
yv≤λ 即
T
−
S
≤
λ
T-S\le \lambda
T−S≤λ,权值为
∞
∗
max
(
T
−
S
−
λ
,
0
)
\infty*\max(T-S-\lambda,0)
∞∗max(T−S−λ,0)
于是我们相当于是要最小化:
∑
v
c
v
∗
max
(
x
v
−
y
v
+
t
v
,
0
)
+
∞
∗
max
(
x
v
−
y
v
,
0
)
+
∞
∗
max
(
S
−
x
v
,
0
)
+
∞
∗
max
(
y
v
−
T
,
0
)
+
∑
(
u
,
v
)
∈
E
∞
∗
max
(
y
u
−
x
v
,
0
)
+
∞
∗
max
(
T
−
S
−
λ
,
0
)
\sum_v c_v*\max(x_v-y_v+t_v,0)+\infty*\max(x_v-y_v,0)+\infty*\max(S-x_v,0)+\infty*\max(y_v-T,0)\\ +\sum_{(u,v)\in E}\infty*\max(y_u-x_v,0)\\ +\infty*\max(T-S-\lambda,0)
v∑cv∗max(xv−yv+tv,0)+∞∗max(xv−yv,0)+∞∗max(S−xv,0)+∞∗max(yv−T,0)+(u,v)∈E∑∞∗max(yu−xv,0)+∞∗max(T−S−λ,0)
对比LP费用流的形式即可得出要建的边。
此时跑出的最大费用循环流的费用就是要求的最小值。
观察这个图,每个最大费用的循环流相当于是从 S S S 出发,走到 T T T,然后回到 S S S,产生一些费用。
原问题相当于想要最小化
λ
\lambda
λ,使得最大费用循环流
≤
w
\le w
≤w,假设除了
T
T
T 到
S
S
S 的边流
i
i
i 的流量的费用是
f
i
f_i
fi,那么真实的费用是
f
i
−
i
λ
f_i-i\lambda
fi−iλ,于是就是最小化
λ
\lambda
λ,使得
max
(
f
i
−
i
λ
)
≤
w
\max(f_i-i\lambda)\le w
max(fi−iλ)≤w。
即对于任意的
i
i
i,都要满足
λ
≥
f
i
−
w
i
\lambda\ge \frac {f_i-w}i
λ≥ifi−w,即找到最大的
f
i
−
w
i
\frac {f_i-w}i
ifi−w
这个可以表示为平面上
(
i
,
f
i
)
(i,f_i)
(i,fi) 与
(
0
,
w
)
(0,w)
(0,w) 的最大斜率,
f
i
f_i
fi 的图像是个凸包,最大值一定在端点取到,所以多路增广是OK的。