【网络流】 HDU 1569 方格取数(2)

本文详细介绍了如何通过构建二分图并使用最大匹配算法来解决最大点权独立集与最小点权覆盖集的问题。通过引入特殊的边权重和源汇点设置,有效地将原始问题转化为求解最大流问题,进而找到最优解。

定理:最大点权独立集的点权和=点SUM-最小点权覆盖集的点权和

最小点覆盖=二分图的最大匹配

黑白染色分成一个二分图 

黑色与相连的白色建一条INF的边

源点与黑色建一条边 (容量为点值)

汇点与白色建一条边 (容量为点值)

注意建边

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <string>
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <sstream>
#include <cmath>
using namespace std;
#include <queue>
#include <stack>
#include <vector>
#include <deque>
#include <set>
#include <map>
#include <time.h>;
#define cler(arr, val)    memset(arr, val, sizeof(arr))
#define FOR(i,a,b)  for(int i=a;i<=b;i++)
#define IN   freopen ("in.txt" , "r" , stdin);
#define OUT  freopen ("out.txt" , "w" , stdout);
typedef long long  LL;
const int MAXN = 2503;
const int MAXM = 15006;
const int INF = 0x3f3f3f3f;
const int mod = 10000007;
struct Edge
{
    int to,next,cap,flow;
} edge[MAXM]; //注意是MAXM
int tol;
int head[MAXN];
int gap[MAXN],dep[MAXN],cur[MAXN];
void init()
{
    tol = 0;
    memset(head,-1,sizeof (head));
}
void addedge (int u,int v,int w,int rw = 0)
{
    edge[tol].to = v;
    edge[tol].cap = w;
    edge[tol].flow = 0;
    edge[tol].next = head[u];
    head[u] = tol++;
    edge[tol].to = u;
    edge[tol].cap = rw;
    edge[tol].flow = 0;
    edge[tol].next = head[v];
    head[v] = tol++;
}
int Q[MAXN];
void BFS(int start,int end)
{
    memset(dep,-1,sizeof(dep));
    memset(gap,0,sizeof(gap));
    gap[0] = 1;
    int front = 0, rear = 0;
    dep[end] = 0;
    Q[rear++] = end;
    while(front != rear)
    {
        int u = Q[front++];
        for(int i = head[u]; i !=  -1; i = edge[i].next)
        {
            int v = edge[i]. to;
            if(dep[v] != -1)continue;
            Q[rear++] = v;
            dep[v] = dep[u] + 1;
            gap[dep[v]]++;
        }
    }
}
int S[MAXN];
int sap(int start,int end, int N)
{
    BFS(start,end);
    memcpy(cur,head,sizeof(head));
    int top = 0;
    int u = start;
    int ans = 0;
    int i;
    while(dep[start] < N)
    {
        if(u == end)
        {
            int Min = INF;
            int inser;
            for( i = 0; i < top; i++)
            {
                if(Min > edge[S[i]].cap - edge[S[i]].flow)
                {
                    Min = edge[S[i]].cap - edge[S[i]].flow;
                    inser = i;
                }
            }
            for( i = 0; i < top; i++)
            {
                edge[S[i]]. flow += Min;
                edge[S[i]^1].flow -= Min;
            }
            ans += Min;
            top = inser;
            u = edge[S[top]^1].to;
            continue;
        }
        bool flag =  false;
        int v;
        for( i = cur[u]; i != -1; i = edge[i]. next)
        {
            v = edge[i]. to;
            if(edge[i].cap - edge[i].flow && dep[v]+1 == dep[u])
            {
                flag =  true;
                cur[u] = i;
                break;
            }
        }
        if(flag)
        {
            S[top++] = cur[u];
            u = v;
            continue;
        }
        int Min = N;
        for( i = head[u]; i !=  -1; i = edge[i].next)
        {
            if(edge[i].cap - edge[i].flow && dep[edge[i].to] < Min)
            {
                Min = dep[edge[i].to];
                cur[u] = i;
            }
        }
        gap[dep[u]]--;
        if(!gap[dep[u]]) return ans;
        dep[u] = Min + 1;
        gap[dep[u]]++;
        if(u != start)u = edge[S[--top]^1].to;
    }
    return ans;
}
int n,m;
void addline(int x,int y)
{
    if(x+1<n)
        addedge(x*m+y,(x+1)*m+y,INF);
    if(x-1>=0)
        addedge(x*m+y,(x-1)*m+y,INF);
    if(y+1<m)
        addedge(x*m+y,x*m+y+1,INF);
    if(y-1>=0)
        addedge(x*m+y,x*m+y-1,INF);
}
int main()
{
    //IN;
    while(scanf("%d%d",&n,&m)!=EOF)
    {
        init();
        int sum=0;
        for(int i=0; i<n; i++)
        {
            for(int j=0; j<m; j++)
            {
                int mp;
                scanf("%d",&mp);
                sum+=mp;
                if((i+j)%2)
                {
                    addedge(n*m,i*m+j,mp);
                    addline(i,j);
                }
                else
                    addedge(i*m+j,n*m+1,mp);
            }
        }
        printf("%d\n",sum-sap(n*m,n*m+1,n*m+2));
    }
    return 0;
}


### HDU1565 方格 动态规划 解题思路 对于给定的一个 \( n \times n \) 的棋盘,其中每个格子内含有一个非负值。目标是从这些格子里选一些,使得任何两个被选中的所在的位置没有公共边界(即它们不是上下左右相邻),并且使选出的之和尽可能大。 #### 构建状态转移方程 为了实现这一目的,可以定义二维组 `dp` 来存储到达某位置的最大累积值: - 设 `dp[i][j]` 表示当考虑到第 i 行 j 列时能够获得的最大价值。 初始化阶段,设置第一行的据作为基础情况处理;之后通过遍历整个矩阵来更新每一个可能的状态。具体来说,在计算某个特定单元 `(i, j)` 处的结果之前,应该先考察其上方以及左上角、右上角三个方向上的元素是否已经被访问过,并据此调整当前节点所能达到的最佳得分[^1]。 ```cpp for (int i = 0; i < N; ++i){ for (int j = 0; j < M; ++j){ dp[i][j] = grid[i][j]; // 上面一排的情况 if(i > 0 && !conflict(i,j,i-1,j)) dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[i-1][j] + grid[i][j]); // 左斜线方向 if(i > 0 && j > 0 && !conflict(i,j,i-1,j-1)) dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[i-1][j-1] + grid[i][j]); // 右斜线方向 if(i > 0 && j+1 < M && !conflict(i,j,i-1,j+1)) dp[i][j] = max(dp[i][j], dp[i-1][j+1] + grid[i][j]); } } ``` 这里需要注意的是冲突检测函 `conflict()` ,用于判断两格之间是否存在直接连接关系。如果存在,则不允许同时选择这两格内的字相加到路径之中去。 #### 寻找最优解 最终的答案将是最后一行中所有列的最大值之一,因为这代表了从起点出发直到终点结束可以获得的最大收益。可以通过简单的循环找到这个最大值并返回它作为结果输出。 ```cpp // 找到最后一行的最大值 __int64 result = 0; for(int col = 0; col < M; ++col) { result = max(result, dp[N-1][col]); } cout << "Maximum sum is: " << result << endl; ``` 上述方法利用了动态规划的思想有效地解决了该问题,时间复杂度大约为 O(n*m),空间复杂度同样决于输入规模大小。
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