HDU 2732 Leapin' Lizards (最大流,拆点)

蜥蜴逃脱问题与网络流算法
本文介绍了一个关于蜥蜴在限定高度的柱子上跳跃的问题,并利用网络流算法来解决这一问题。通过构建特殊的图模型,文章详细阐述了如何将蜥蜴跳跃的场景转化为网络流问题,进而求解最多能有多少只蜥蜴成功逃脱。

题意: n*m的矩阵(格子),每个格子上可能有一根柱子,长度0-3(0表示没有),每根柱子上可能会有一只蜥蜴,每只蜥蜴最多跳距离d远;每跳一下柱子的高度就会减1。问最少几只蜥蜴跳不出去。

这题难在建图,想象一下,柱子高度减1用什么办法表示的好。

发现也正是符合网络流的特质的,柱子高度即容量,如果柱子高度为 3,则最多能容纳的流量也就是3,最多允许有3只蜥蜴从这个柱子上经过。

所以可以考虑这样建图:

1)把每个柱子拆成两个点,node1,node2,连一条node1指向node2的边,容量为柱子的高度

2)把在d范围内的每个柱子都连起来,让一根柱子的node2指向另一根的node1,容量为inf,即使得可以相互跳的柱子之间“尾首”相连。

3)加一个源点s,将s与所有有蜥蜴的柱子相连,容量为1

4)加一个汇点t,将所以能直接跳出的柱子的与t相连,容量为inf

最后在这个图上求一下最大流,即是最多能有多少只蜥蜴能跳出去。

【代码】

/* ***********************************************
Author        :angon

************************************************ */
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <stack>
#include <vector>
#include <queue>
#include <set>
#include <map>
#include <string>
#include <math.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
using namespace std;
#define showtime fprintf(stderr,"time = %.15f\n",clock() / (double)CLOCKS_PER_SEC)
#define lld %I64d
#define REP(i,k,n) for(int i=k;i<n;i++)
#define REPP(i,k,n) for(int i=k;i<=n;i++)
#define scan(d) scanf("%d",&d)
#define scanl(d) scanf("%I64d",&d)
#define scann(n,m) scanf("%d%d",&n,&m)
#define scannl(n,m) scanf("%I64d%I64d",&n,&m)
#define mst(a,k)  memset(a,k,sizeof(a))
#define LL long long
#define N 1005
#define mod 1000000007
inline int read(){int s=0;char ch=getchar();for(; ch<'0'||ch>'9'; ch=getchar());for(; ch>='0'&&ch<='9'; ch=getchar())s=s*10+ch-'0';return s;}
const int MAXN=2200;
const int MAXM=200020;
const int INF=0x3f3f3f3f;

struct Edge
{
    int cap,to,next;
}edge[MAXM];
int tol;
int head[MAXN],gap[MAXN],pre[MAXN],dis[MAXN],cur[MAXN];

void init()
{
    tol = 0;
    mst(head,-1);
}
void addedge(int u,int v,int w,int rw=0)
{
    edge[tol].to=v; edge[tol].cap=w; edge[tol].next=head[u]; head[u]=tol++;
    edge[tol].to=u; edge[tol].cap=rw; edge[tol].next=head[v]; head[v]=tol++;
}
int sap(int start,int end,int nodenum)
{
    mst(dis,0); mst(gap,0);
    memcpy(cur,head,sizeof(head));
    int u = pre[start] = start, maxflow = 0,aug = -1;
    gap[0] = nodenum;
    while(dis[start] < nodenum)
    {
        loop:
        for(int &i=cur[u]; ~i;i=edge[i].next)
        {
            int v = edge[i].to;
            if(edge[i].cap && dis[v]+1==dis[u])
            {
                if(aug==-1 || aug>edge[i].cap)
                    aug = edge[i].cap;
                pre[v] = u;
                u = v;
                if(v == end)
                {
                    maxflow += aug;
                    for(u=pre[u] ;v!=start ;v=u,u=pre[u])
                    {
                        edge[cur[u]].cap -= aug;
                        edge[cur[u]^1].cap += aug;
                    }
                    aug = -1;
                }
                goto loop;
            }
        }
        int mindis = nodenum;
        for(int i=head[u]; ~i; i=edge[i].next)
        {
            int v = edge[i].to;
            if(edge[i].cap && dis[v] < mindis)
            {
                cur[u] = i;
                mindis = dis[v];
            }
        }
        if((--gap[dis[u]])==0) break;
        gap[dis[u]=mindis+1]++;
        u = pre[u];
    }
    return maxflow;
}

char g1[30][30];
char g2[30][30];
int mat[30][30];

int main()
{
    //freopen("in.txt","r",stdin);
    //freopen("out.txt","w",stdout);
    int T,iCase=1;
    scan(T);
    while(T--)
    {
        int n,d;
        scann(n,d);
        REP(i,0,n) scanf("%s",g1[i]);
        int m = strlen(g1[0]);
        init();
        int node = 0; mst(mat,0);
        REP(i,0,n)
            REP(j,0,m)
                if(g1[i][j] -'0' > 0)
                {
                    mat[i][j] = ++node;
                    addedge(node*2-1,node*2,g1[i][j]-'0');
                }
        int s = 0, t = node*2 + 1, nodenum = t+1;
        int sum = 0;
        REP(i,0,n)
        {
            scanf("%s",g2[i]);
            REP(j,0,m)
                if(g2[i][j]=='L')
                {
                    addedge(s,mat[i][j]*2-1,1);
                    sum++;
                }
        }
        REP(i,0,n)
            REP(j,0,m)
                if(mat[i][j])
                {
                    REP(ii,0,n)
                        REPP(jj,0,m)
                        {
                            if(i==ii && j==jj) continue;
                            if(g1[ii][jj]=='0') continue;
                            if(d>=sqrt((i-ii)*(i-ii)+(j-jj)*(j-jj)))
                            {
                                addedge(mat[i][j]*2,mat[ii][jj]*2-1,INF);
                            }
                        }
                    if(i<d||j<d||n-i<=d||m-j<=d)
                    addedge(mat[i][j]*2,t,INF);
                }
        int ans = sum - sap(s,t,nodenum);
        if(ans==0)
            printf("Case #%d: no lizard was left behind.\n",iCase++);
        else if(ans==1)
            printf("Case #%d: 1 lizard was left behind.\n",iCase++);
        else
            printf("Case #%d: %d lizards were left behind.\n",iCase++,ans);
    }


    return 0;
}



【四轴飞行器】非线性三自由度四轴飞行器模拟器研究(Matlab代码实现)内容概要:本文围绕非线性三自由度四轴飞行器模拟器的研究展开,重介绍基于Matlab代码实现的四轴飞行器动力学建模与仿真方法。研究构建了考虑非线性特性的飞行器数学模型,涵盖姿态动力学与运动学方程,实现了三自由度(滚转、俯仰、偏航)的精确模拟。文中详细阐述了系统建模过程、控制算法设计思路及仿真结果分析,帮助读者深入理解四轴飞行器的飞行动力学特性与控制机制;同时,该模拟器可用于算法验证、控制器设计与教学实验。; 适合人群:具备一定自动控制理论基础和Matlab编程能力的高校学生、科研人员及无人机相关领域的工程技术人员,尤其适合从事飞行器建模、控制算法开发的研究生和初级研究人员。; 使用场景及目标:①用于四轴飞行器非线性动力学特性的学习与仿真验证;②作为控制器(如PID、LQR、MPC等)设计与测试的仿真平台;③支持无人机控制系统教学与科研项目开发,提升对姿态控制与系统仿真的理解。; 阅读建议:建议读者结合Matlab代码逐模块分析,重关注动力学方程的推导与实现方式,动手运行并调试仿真程序,以加深对飞行器姿态控制过程的理解。同时可扩展为六自由度模型或加入外部干扰以增强仿真真实性。
基于分布式模型预测控制DMPC的多智能体过渡轨迹生成研究(Matlab代码实现)内容概要:本文围绕“基于分布式模型预测控制(DMPC)的多智能体过渡轨迹生成研究”展开,重介绍如何利用DMPC方法实现多智能体系统在复杂环境下的协同轨迹规划与控制。文中结合Matlab代码实现,详细阐述了DMPC的基本原理、数学建模过程以及在多智能体系统中的具体应用,涵盖转移、避障处理、状态约束与通信拓扑等关键技术环节。研究强调算法的分布式特性,提升系统的可扩展性与鲁棒性,适用于多无人机、无人车编队等场景。同时,文档列举了大量相关科研方向与代码资源,展示了DMPC在路径规划、协同控制、电力系统、信号处理等多领域的广泛应用。; 适合人群:具备一定自动化、控制理论或机器人学基础的研究生、科研人员及从事智能系统开发的工程技术人员;熟悉Matlab/Simulink仿真环境,对多智能体协同控制、优化算法有一定兴趣或研究需求的人员。; 使用场景及目标:①用于多智能体系统的轨迹生成与协同控制研究,如无人机集群、无人驾驶车队等;②作为DMPC算法学习与仿真实践的参考资料,帮助理解分布式优化与模型预测控制的结合机制;③支撑科研论文复现、毕业设计或项目开发中的算法验证与性能对比。; 阅读建议:建议读者结合提供的Matlab代码进行实践操作,重关注DMPC的优化建模、约束处理与信息交互机制;按文档结构逐步学习,同时参考文中提及的路径规划、协同控制等相关案例,加深对分布式控制系统的整体理解。
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