【洛谷P1993】小K的农场【差分约束】

通过差分约束算法解决农场作物数量谜题,确保记忆中的信息能够吻合。利用SPFA算法判断是否存在合理的作物分配方案。

题目大意:

题目链接:https://www.luogu.org/problemnew/show/P1993
小K在MC里面建立很多很多的农场,总共 n n n个,以至于他自己都忘记了每个农场中种植作物的具体数量了,他只记得一些含糊的信息(共 m m m个),以下列三种形式描述:

  • 农场a比农场b至少多种植了c个单位的作物,
  • 农场a比农场b至多多种植了c个单位的作物,
  • 农场a与农场b种植的作物数一样多。

但是,由于小K的记忆有些偏差,所以他想要知道存不存在一种情况,使得农场的种植作物数量与他记忆中的所有信息吻合。


思路:

显然差分约束。
条件1 → a − b ≥ c → b + c ≤ a \to a-b\geq c\to b+c\leq a abcb+ca
条件2 → a − b ≤ c → a − c ≤ b \to a-b\leq c\to a-c\leq b abcacb
条件3 → a ≤ b , b ≤ a \to a\leq b,b\leq a ab,ba
然后跑最长路,判正环即可。


代码:

#include <queue>
#include <cstdio>
#include <cstring>
using namespace std;

const int N=10010;
int n,m,x,y,z,tot,head[N],dis[N];
bool vis[N];

struct edge
{
    int next,to,dis;
}e[N*3];

void add(int from,int to,int dis)
{
    e[++tot].to=to;
    e[tot].dis=dis;
    e[tot].next=head[from];
    head[from]=tot;
}

bool spfa(int x)  //dfs版spfa
{
    vis[x]=1;
    for (int i=head[x];~i;i=e[i].next)
    {
        int y=e[i].to;
        if (dis[y]<dis[x]+e[i].dis)
        {
            if (vis[y]) return 0;
            dis[y]=dis[x]+e[i].dis;
            vis[y]=1;
            if (!spfa(y)) return 0;
        }
    }
    vis[x]=0;
    return 1;
}

int main()
{
    memset(head,-1,sizeof(head));
    scanf("%d%d",&n,&m);
    for (int i=1;i<=n;i++)
        add(0,i,0);
    for (int i=1;i<=m;i++)
    {
        scanf("%d",&x);
        if (x==1)
        {
            scanf("%d%d%d",&x,&y,&z);
            add(y,x,z);
        }
        else if (x==2)
        {
            scanf("%d%d%d",&x,&y,&z);
            add(x,y,-z);
        }
        else
        {
            scanf("%d%d",&x,&y);
            add(x,y,0);
            add(y,x,0);
        }
    }
    memset(dis,0xcf,sizeof(dis));
    dis[0]=0;
    if (spfa(0)) puts("Yes");
        else puts("No");
    return 0;
}
### 题目解析 洛谷 P1645 序列问题描述为给定若干个区间,每个区间有对应的整数数量要求,需要在满足这些区间内整数数量要求的情况下,求出最少需要选择多少个整数。该问题可以使用差分约束系统来解决。差分约束系统是一种特殊的不等式组,通过将问题转化为图的最短路问题来求解。对于每个区间 `[x, y]` 要求至少有 `z` 个整数,可转化为不等式 `s[y] - s[x - 1] >= z`,其中 `s[i]` 表示从 `1` 到 `i` 选择的整数数量。同时,还有隐含条件 `0 <= s[i] - s[i - 1] <= 1`,表示每个位置最多选一个整数,最少不选。 ### 解题思路 1. **构建图**:将不等式转化为图的边。对于 `s[y] - s[x - 1] >= z`,可变形为 `s[x - 1] <= s[y] - z`,对应图中从 `y` 到 `x - 1` 有一条权值为 `-z` 的边;对于 `s[i] - s[i - 1] >= 0` 变形为 `s[i - 1] <= s[i]`,对应图中从 `i` 到 `i - 1` 有一条权值为 `0` 的边;对于 `s[i] - s[i - 1] <= 1` 变形为 `s[i] <= s[i - 1] + 1`,对应图中从 `i - 1` 到 `i` 有一条权值为 `1` 的边。 2. **求解最短路**:使用最短路算法(如 SPFA 算法)求解图的最短路。从一个源点开始,不断更新各点的最短距离。 3. **得出结果**:最终 `s[最大位置]` 即为满足所有区间要求的最少整数数量。 ### 代码实现 ```cpp #include <cstdio> #include <iostream> using namespace std; const int maxn = 100010; int head[maxn], nnext[maxn], to[maxn], team[maxn], length[maxn]; int n; int tot, s = 0, t = 0; int dis[maxn]; bool b[maxn]; void add(int x, int y, int l) { tot++; nnext[tot] = head[x]; head[x] = tot; to[tot] = y; length[tot] = l; } int main() { scanf("%d", &n); for (int i = 0; i <= 1000; i++) { add(i, i - 1, -1); add(i - 1, i, 0); } for (int i = 1; i <= n; i++) { int x, y, z; cin >> x >> y >> z; add(x - 1, y, z); } for (int i = 0; i <= 1000; i++) { dis[i] = -1e9; } dis[0] = 0; team[t] = 0; t++; b[0] = true; while (s != t) { int now = team[s]; s++; b[now] = false; for (int i = head[now]; i; i = nnext[i]) { int y = to[i]; if (dis[y] < dis[now] + length[i]) { dis[y] = dis[now] + length[i]; if (!b[y]) { team[t] = y; t++; b[y] = true; } } } } cout << dis[1000]; return 0; } ```
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