bzoj3130 [Sdoi2013]费用流

本文探讨了一种特殊情况下最大流问题及其费用优化策略。通过详细分析问题背景与求解过程,介绍如何找到最大流值及在限制条件下实现总费用最小化的方法。

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http://www.elijahqi.win/2018/02/17/bzoj3130/
Description

Alice和Bob在图论课程上学习了最大流和最小费用最大流的相关知识。
最大流问题:给定一张有向图表示运输网络,一个源点S和一个汇点T,每条边都有最大流量。一个合法的网络流方案必须满足:(1)每条边的实际流量都不超过其最大流量且非负;(2)除了源点S和汇点T之外,对于其余所有点,都满足该点总流入流量等于该点总流出流量;而S点的净流出流量等于T点的净流入流量,这个值也即该网络流方案的总运输量。最大流问题就是对于给定的运输网络,求总运输量最大的网络流方案。

上图表示了一个最大流问题。对于每条边,右边的数代表该边的最大流量,左边的数代表在最优解中,该边的实际流量。需要注意到,一个最大流问题的解可能不是唯一的。 对于一张给定的运输网络,Alice先确定一个最大流,如果有多种解,Alice可以任选一种;之后Bob在每条边上分配单位花费(单位花费必须是非负实数),要求所有边的单位花费之和等于P。总费用等于每一条边的实际流量乘以该边的单位花费。需要注意到,Bob在分配单位花费之前,已经知道Alice所给出的最大流方案。现茌Alice希望总费用尽量小,而Bob希望总费用尽量大。我们想知道,如果两个人都执行最优策略,最大流的值和总费用分别为多少。
Input

第一行三个整数N,M,P。N表示给定运输网络中节点的数量,M表示有向边的数量,P的含义见问题描述部分。为了简化问题,我们假设源点S是点1,汇点T是点N。

接下来M行,每行三个整数A,B,C,表示有一条从点A到点B的有向边,其最大流量是C。
Output

第一行一个整数,表示最大流的值。
第二行一个实数,表示总费用。建议选手输出四位以上小数。
Sample Input
3 2 1
1 2 10
2 3 15
Sample Output
10
10.0000
HINT

【样例说明】

对于Alice,最大流的方案是固定的。两条边的实际流量都为10。

对于Bob,给第一条边分配0.5的费用,第二条边分配0.5的费用。总费用

为:10*0.5+10*0.5=10。可以证明不存在总费用更大的分配方案。

【数据规模和约定】

对于20%的测试数据:所有有向边的最大流量都是1。

对于100%的测试数据:N < = 100,M < = 1000。

对于l00%的测试数据:所有点的编号在I..N范围内。1 < = 每条边的最大流

量 < = 50000。1 < = P < = 10。给定运输网络中不会有起点和终点相同的边。

认真分析题目之后我猜想 首先alice一定想让我最大流量的那条边最小 bob一定想把这个p放在流量最大的边 最好 但是没想到一点 就是我一定是把这个p放在流量最大的边就是最优解 证明的话可以考虑 把p拆成几个小p然后分别放到其他的边上 组合起来看一看大小即可 那么针对alice的这个决策我只需要二分一下我最大流的上届即可 然后每次最大流验证就okay 注意最大流有精度问题

#include<queue>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>
#define N 110
#define M 1100
#define eps 1e-8
#define inf 0x3f3f3f3f
using namespace std;
inline char gc(){
    static char now[1<<16],*S,*T;
    if (T==S){T=(S=now)+fread(now,1,1<<16,stdin);if (T==S) return EOF;}
    return *S++;
}
inline int read(){
    int x=0,f=1;char ch=gc();
    while(ch<'0'||ch>'9') {if (ch=='-') f=-1;ch=gc();}
    while(ch<='9'&&ch>='0') x=x*10+ch-'0',ch=gc();
    return x*f;
}
struct node{
    int y,next;double z;
}data[2200];
inline double fabs(double x){return x>0?x:-x;}
int num=1,cur[N],h[N],level[N],T,n,m,p,st[M],ed[M];double w[M],ans;
inline bool bfs(){
    memset(level,0,sizeof(level));level[1]=1;queue<int>q;q.push(1);
    while(!q.empty()){
        int x=q.front();q.pop();
        for (int i=h[x];i;i=data[i].next){
            int y=data[i].y;double z=data[i].z;
            if (level[y]||z<eps) continue;level[y]=level[x]+1;q.push(y);if (y==T) return 1;
        }
    }return 0;
}
inline double dfs(int x,double s){
    if(x==T) return s;double ss=s;
    for (int &i=cur[x];i;i=data[i].next){
        int y=data[i].y;double z=data[i].z;
        if (level[x]+1==level[y]&&z>eps){
            double xx=dfs(y,min(z,s));if (xx<eps) level[y]=0;
            s-=xx;data[i].z-=xx;data[i^1].z+=xx;if (s<eps) return ss;
        }
    }return ss-s;
}
inline void insert1(int x,int y,double z){
    data[++num].y=y;data[num].z=z;data[num].next=h[x];h[x]=num;
    data[++num].y=x;data[num].z=0;data[num].next=h[y];h[y]=num;
}
inline bool check(double mid){
    num=1;memset(h,0,sizeof(h));double tmp=0;
    for (int i=1;i<=m;++i) insert1(st[i],ed[i],min(mid,w[i]));
    while(bfs()) memcpy(cur,h,sizeof(cur)),tmp+=dfs(1,inf);
    return fabs(tmp-ans)<eps;
}
int main(){
//  freopen("bzoj3130.in","r",stdin);
    n=read();m=read();p=read();T=n;double l=0,r=0;
    for (int i=1;i<=m;++i){
        int x=read(),y=read();double z=read();r=max(z,r);
        st[i]=x;ed[i]=y;w[i]=z;insert1(x,y,z);
    }ans=0;while(bfs()) memcpy(cur,h,sizeof(cur)),ans+=dfs(1,inf);
    printf("%d\n",(int)ans);
    while(r-l>eps){
        double mid=(l+r)/2;
        if (check(mid)) r=mid;else l=mid;
    }printf("%lf",r*p);
    return 0;
}
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