今天学习了最小费用最大流,是网络流算法之一。可以对于一个每条边有一个容量和一个费用(即每单位流的消耗)的图指定一个源点和汇点,求在从源点到汇点的流量最大的前提下的最小费用。
这里讲一种最基础也是最好掌握的实现算法,就是spfa求费用流。
其实也很简单,在最大流的基础上,我们将dfs增广替换成对于费用为权值的边跑spfa得到的最短路,相当于一个贪心的思想。证明有一定难度,稍微口糊一下,就像ford-fulkerson一样,这个算法每次都能找到一条单位流费用和最小的路径,又由于路径中每条边的流量相等,每次增广就能使得单位流量的平均费用更小,而最大流流量是不变的,这样就能使得费用最小。
网络流算法主要考建图,所以模板只要会默下来就够了,还有就是:
一定要会写spfa!!!
对于spfa,这里有两个小优化。
一个是slf优化,就是对于spfa的进队操作,进之前判一下若小于队头就直接插在队头,这个还是蛮有用的,可以提升点速度;
另一个是记路径的时候可以不用记前趋点,只要记边,反向边指向的就是前趋,就不用多开一个数组的空间。(这个是zxyer学长当时说的)
下面贴上代码:
这是网络流24题中的餐巾计划问题。
题目大意是:一个饭馆每天需要使用ri条干净的餐巾,用完就脏了,干净餐巾可以由3种方式得到:
1.直接购买,p元一条;
2.快洗,需要t1天,花费w1元;
3.慢洗,需要t2天,花费w2元;
所以我们建6种边,把每天拆成两个点,分别为干净的(1~n)和脏的(n+1~n*2),这里要注意的是,干净的不直接向脏的连边,而是连向T,相当于必须送满ri条给顾客使用,再从S送到脏的一边。
1 #include<cstdio>
2 using namespace std;
3 const int inf=2147483647;
4 int n,m,p,t1,w1,t2,w2,tot=1,mx,q[2010],d[2010],pree[2010],h[2010];
5 struct edge{int to,nxt,cst,cap;}e[10010];
6 bool vis[2010];
7 int mn(int x,int y){return x>y?y:x;}
8 void add(int fr,int to,int cst,int cap)
9 {
10 e[++tot]={to,h[fr],cst,cap};h[fr]=tot;
11 e[++tot]={fr,h[to],-cst,0};h[to]=tot;//建一条容量为0费用为-cap的反向边且满足正反边异或值为1方便将边取反
12 }
13 void init()
14 {
15 scanf("%d%d%d%d%d%d",&n,&p,&t1,&w1,&t2,&w2);
16 for(int i=1;i<=n;i++)
17 {
18 int r;scanf("%d",&r);mx+=r;
19 add(0,n+i,p,inf);//直接购买花费p元
20 add(0,i,0,r);//当天用完的旧餐巾
21 add(i+n,n*2+1,0,r);//当天需要使用的新餐巾
22 if(i+t1<=n)add(i,i+n+t1,w1,inf);//快洗花费t1时间,每条w1元
23 if(i+t2<=n)add(i,i+n+t2,w2,inf);//快洗花费t2时间,每条w2元
24 if(i<n)add(i,i+1,0,inf);//不需要做任何事的餐巾积到明天(也可以先洗完然后放在那边等就是n+i连向n+i+1)
25 }
26 n=n*2+1;
27 }
28 bool spfa()
29 {
30 for(int i=1;i<=n;i++)d[i]=inf;
31 int l=0,r=1;q[1]=0;vis[0]=1;
32 while(l!=r)
33 {
34 int x=q[l=l==n?0:l+1];
35 for(int i=h[x];i;i=e[i].nxt)
36 if(e[i].cap&&e[i].cst+d[x]<d[e[i].to])
37 {
38 int v=e[i].to;
39 pree[v]=i;
40 d[v]=d[x]+e[i].cst;
41 if(!vis[v])
42 {
43 if(d[v]>d[l+1])q[r=r==n?0:r+1]=v;
44 else q[l]=v,l=l==0?n:l-1;//这边加的是slf优化,用了循环队列来写
45 vis[v]=1;
46 }
47 }
48 vis[x]=0;
49 }
50 return d[n]==inf?0:1;
51 }
52 int costflow()
53 {
54 int cost=0,mm=0;
55 while(spfa())
56 {
57 int mi=inf;
58 for(int i=n;i;i=e[pree[i]^1].to)//记路径时记下前趋路径
59 mi=mn(mi,e[pree[i]].cap);
60 for(int i=n;i;i=e[pree[i]^1].to)
61 {
62 int ee=pree[i];
63 e[ee].cap-=mi;
64 e[ee^1].cap+=mi;
65 }
66 cost+=d[n]*mi;
67 mm+=mi;
68 }
69 return mm==mx?cost:0;//是否满流的判断(这道题不会出现不满流的情况,所以不加也可)
70 }
71 int main()
72 {
73 init();
74 printf("%d",costflow());
75 return 0;
76 }