POJ3159-Candies-Dijkstra-差分约束系统*

本文详细介绍了差分约束系统的概念及解决方法,包括如何将问题转化为最短路径问题,并通过示例展示了具体实现过程。

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目录

题意:传送门

 原题目描述在最下面。
 给定一组约束条件 ( u , v , w ) (u,v,w) (u,v,w),表示 d i s [ v ] − d i s [ u ] < = w dis[v]-dis[u]<=w dis[v]dis[u]<=w。问 d i s [ n ] − d i s [ 1 ] dis[n]-dis[1] dis[n]dis[1]最大为多少。

差分约束:

  •  求最大差值转化为最短路问题,约束条件为 d i s [ v ] − d i s [ u ] < = w dis[v]-dis[u]<=w dis[v]dis[u]<=w转化为最短路问题。

  •  求最小差值转化为最长路问题,约束条件为 d i s [ v ] − d i s [ u ] > = w dis[v]-dis[u]>=w dis[v]dis[u]>=w转化为最长路问题。

  •  最长路问题的解法:边权设为负值,跑最短路,答案取相反数。

栗子

 此题过于简单,不做栗子,在此以poj1201作为栗子:

  • 有一个序列,题目用n个整数组合 ( a i , b i , c i ) (ai,bi,ci) (aibici)来描述它, ( a i , b i , c i ) (ai,bi,ci) (aibici)表示在该序列中处于 ( a i , b i ) (ai,bi) (aibi)这个区间的整数至少有 c i ci ci个。如果存在这样的序列,请求出满足题目要求的最短的序列长度是多少。

 求最短序列长度,不就是求最小差值问题吗?那就是要求最长路了。
考虑约束条件:

d i s [ u ] dis[u] dis[u]表示从 1 − u 1-u 1u的整数个数。
d i s [ v ] − d i s [ u ] > = w i dis[v]-dis[u]>=wi dis[v]dis[u]>=wi 还有 d i s [ u ] − d i s [ u − 1 ] > = 0 dis[u]-dis[u-1]>=0 dis[u]dis[u1]>=0 d i s [ u − 1 ] − d i s [ u ] > = − 1 dis[u-1]-dis[u]>=-1 dis[u1]dis[u]>=1

跑spfa注意:
(下面两种方法我还没写,先口胡一波)
方法一:
 把边权设为负值,跑普通最短路, m e m s e t ( d i s , I N F ) , d i s [ s t a r t ] = 0 memset(dis, INF), dis[start]=0 memset(dis,INF),dis[start]=0,然后答案取反。
方法二:
m e m s e t ( d i s , − I N F ) , d i s [ s t ] = 0 memset(dis,-INF),dis[st]=0 memset(dis,INF),dis[st]=0,判断条件改为 i f ( d i s [ v ] < d i s [ u ] + w i ) if(dis[v]<dis[u]+w_{i}) if(dis[v]<dis[u]+wi)

思路:

 本题 d i s [ v ] − d i s [ u ] < = w dis[v]-dis[u]<=w dis[v]dis[u]<=w,连一条 u − > v , 权 值 为 w u->v,权值为w u>v,w的边,跑最短路。

AC代码:
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long LL;
const int N = 1e5+5;
const int INF = 0x3f3f3f3f;
const int mod = 1e9 + 7;
int n,m;
struct lp{
  int u,v,w,nex;
}cw[N*2];
struct lh{
  int u,w;
  lh(){}
  lh(int a,int b){u=a,w=b;}
  bool operator <(const lh &a)const{
    return w>a.w;
  }
};
int head[N],tot,vis[N],dis[N];
void dij(){
  for(int i=1;i<=n;++i)dis[i]=INF,vis[i]=0;
  dis[1]=0;
  priority_queue<lh>Q;
  Q.push(lh(1,0));
  while(!Q.empty()){
    lh b = Q.top();Q.pop();
    int u = b.u;
    if(vis[u])continue;
    vis[u]=1;
    if(dis[u]<b.w)continue;
    for(int i=head[u];~i;i=cw[i].nex){
      int v = cw[i].v;
      if(dis[v]>dis[u]+cw[i].w){
        dis[v]=dis[u]+cw[i].w;
        if(vis[v])continue;
        Q.push(lh(v,dis[v]));
      }
    }
  }
  printf("%d\n", dis[n]);
}
inline void add(int u,int v,int w){
  cw[++tot].u=u;cw[tot].v=v;cw[tot].w=w;cw[tot].nex=head[u];
  head[u]=tot;
}
inline void init(){
  memset(head,-1,sizeof(head));
  tot=-1;
}
int main(){
  while(~scanf("%d%d",&n,&m)){
    init();
    while(m--){
      int u,v,w;
      scanf("%d%d%d",&u,&v,&w);
      add(u,v,w);
    }
    dij();
  }
  return 0;
}

原题目描述:

Description
During the kindergarten days, flymouse was the monitor of his class. Occasionally the head-teacher brought the kids of flymouse’s class a large bag of candies and had flymouse distribute them. All the kids loved candies very much and often compared the numbers of candies they got with others. A kid A could had the idea that though it might be the case that another kid B was better than him in some aspect and therefore had a reason for deserving more candies than he did, he should never get a certain number of candies fewer than B did no matter how many candies he actually got, otherwise he would feel dissatisfied and go to the head-teacher to complain about flymouse’s biased distribution.
snoopy shared class with flymouse at that time. flymouse always compared the number of his candies with that of snoopy’s. He wanted to make the difference between the numbers as large as possible while keeping every kid satisfied. Now he had just got another bag of candies from the head-teacher, what was the largest difference he could make out of it?
Input
The input contains a single test cases. The test cases starts with a line with two integers N and M not exceeding 30 000 and 150 000 respectively. N is the number of kids in the class and the kids were numbered 1 through N. snoopy and flymouse were always numbered 1 and N. Then follow M lines each holding three integers A, B and c in order, meaning that kid A believed that kid B should never get over c candies more than he did.
Output
Output one line with only the largest difference desired. The difference is guaranteed to be finite.
Sample Input
2 2
1 2 5
2 1 4
Sample Output
5
Hint
32-bit signed integer type is capable of doing all arithmetic.
Source
POJ Monthly–2006.12.31, Sempr
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1 2
对一组约束系统:
x1-x2≤0
x1-x5≤-1
x2-x5≤1
x3-x1≤5
x4-x1≤4
x4-x3≤-1
x5-x3≤-3
x5-x4≤-3
该问题的一个解为x=(-5,-3,0,-1,-4),另一个解y=(0,2,5,4,1),这2个解是有联系的:y中的每个元素比x中相应的元素大5。

  • 引理:设x=(x1,x2,…,xn)是差分约束系统Ax≤b的一个解,d为任意常数。则x+d=(x1+d,x2+d,…,xn+d)也是该系统Ax≤b的一个解。

约束图

在一个差分约束系统Ax≤b中,m X n的线性规划矩阵A可被看做是n顶点,m条边的图的关联矩阵。对于i=1,2,…,n,图中的每一个顶点vi对应着n个未知量的一个xi。图中的每个有向边对应着关于两个未知量的m个不等式中的一个。

给定一个差分约束系统Ax≤b,相应的约束图是一个带权有向图G=(V,E),其中V={v0,v1,…,vn},而且E={ (vi,vj) : xj-xi≤bk是一个约束}∪{ (v0,v1) , (v0,v2) , … , (v0,vn) }。引入附加顶点v0是为了保证其他每个顶点均从v0可达。因此,顶点集合V由对应于每个未知量xi的顶点vi和附加的顶点v0组成。边的集合E由对应于每个差分约束条件的边与对应于每个未知量xi的边(v0,vi)构成。如果xj-xi≤bk是一个差分约束,则边(vi,vj)的权w(vi,vj)=bk(注意i和j不能颠倒),从v0出发的每条边的权值均为0。

定理:给定一差分约束系统Ax≤b,设G=(V,E)为其相应的约束图。如果G不包含负权回路,那么x=( d(v0,v1) , d(v0,v2) , … , d(v0,vn) )是此系统的一可行解,其中d(v0,vi)是约束图中v0到vi的最短路径(i=1,2,…,n)。如果G包含负权回路,那么此系统不存在可行解。

差分约束问题的求解

 n个未知量m个约束条件的一个差分约束系统产生出一个具有n+1个顶点和n+m条边的约束图。采用Bellman-Ford或SPFA。
 也可以一开始把所有点加入队列然后初始化 d i s [ i ] = 0 , v i s [ i ] = 1 dis[i]=0,vis[i]=1 dis[i]=0,vis[i]=1


poj1201最长路

int n, m;
struct lp{
    int v, nex;
    LL w;
}cw[MXN*10];
int head[MXN], tot;
void add_edge(int u,int v,int c) {
    cw[++tot].v = v;cw[tot].w = c; cw[tot].nex=head[u];
    head[u] = tot;
}
LL dis[MXN];
int vis[MXN], tim[MXN];
void spfa(int s,int t) {
    for(int i = 0; i <= 50000; ++i) dis[i] = INF, vis[i] = 0, tim[i] = 0;
    dis[s] = 0;
    queue<int> Q;
    Q.push(s);
    tim[s] = 1;
    while(!Q.empty()) {
        int u = Q.front(); Q.pop();
        vis[u] = 0;
        for(int i = head[u]; ~i; i = cw[i].nex) {
            int v = cw[i].v;
            if(dis[v] > dis[u] + cw[i].w) {
                dis[v] = dis[u] + cw[i].w;
                if(tim[v] > n) return;
                if(vis[v]) continue;
                vis[v] = 1;
                tim[v] ++;
                Q.push(v);
            }
        }
    }
}

int main() {
    while(~scanf("%d", &n)){
        int m1 = INF, m2 = 0;
        memset(head,-1,sizeof(head));
        tot = -1;
        for(int i = 0, a, b, c; i < n; ++i) {
            scanf("%d%d%d", &a, &b, &c);
            ++ b;
            add_edge(a, b, -c);
            m1 = min(a, m1);
            m2 = max(b, m2);
        }
        //dis[i+1] - dis[i] <= 1
        //dis[b] - dis[a] >= c
        for(int i = m1; i < m2; ++i) {
            add_edge(i+1, i, 1);
            add_edge(i, i+1, 0);
        }
        spfa(m1, m2);
        printf("%lld\n", -dis[m2]);
    }
    return 0;
}



int n, m;
struct lp{
    int v, nex;
    LL w;
}cw[MXN*10];
int head[MXN], tot;
void add_edge(int u,int v,int c) {
    cw[++tot].v = v;cw[tot].w = c; cw[tot].nex=head[u];
    head[u] = tot;
}
LL dis[MXN];
int vis[MXN], tim[MXN];
void spfa(int s,int t) {
    for(int i = 0; i <= 50000; ++i) dis[i] = -INF, vis[i] = 0, tim[i] = 0;
    dis[s] = 0;
    queue<int> Q;
    Q.push(s);
    tim[s] = 1;
    while(!Q.empty()) {
        int u = Q.front(); Q.pop();
        vis[u] = 0;
        for(int i = head[u]; ~i; i = cw[i].nex) {
            int v = cw[i].v;
            if(dis[v] < dis[u] + cw[i].w) {
                dis[v] = dis[u] + cw[i].w;
                if(tim[v] > n) return;
                if(vis[v]) continue;
                vis[v] = 1;
                tim[v] ++;
                Q.push(v);
            }
        }
    }
}
int main() {
    while(~scanf("%d", &n)){
        int m1 = INF, m2 = 0;
        memset(head,-1,sizeof(head));
        tot = -1;
        for(int i = 0, a, b, c; i < n; ++i) {
            scanf("%d%d%d", &a, &b, &c);
            ++ b;
            add_edge(a, b, c);
            m1 = min(a, m1);
            m2 = max(b, m2);
        }
        //dis[i+1] - dis[i] <= 1
        //dis[b] - dis[a] >= c
        for(int i = m1; i < m2; ++i) {
            add_edge(i+1, i, -1);
            add_edge(i, i+1, 0);
        }
        spfa(m1, m2);
        printf("%lld\n", dis[m2]);
    }
    return 0;
}
标题SpringBoot智能在线预约挂号系统研究AI更换标题第1章引言介绍智能在线预约挂号系统的研究背景、意义、国内外研究现状及论文创新点。1.1研究背景与意义阐述智能在线预约挂号系统对提升医疗服务效率的重要性。1.2国内外研究现状分析国内外智能在线预约挂号系统的研究与应用情况。1.3研究方法及创新点概述本文采用的技术路线、研究方法及主要创新点。第2章相关理论总结智能在线预约挂号系统相关理论,包括系统架构、开发技术等。2.1系统架构设计理论介绍系统架构设计的基本原则和常用方法。2.2SpringBoot开发框架理论阐述SpringBoot框架的特点、优势及其在系统开发中的应用。2.3数据库设计与管理理论介绍数据库设计原则、数据模型及数据库管理系统。2.4网络安全与数据保护理论讨论网络安全威胁、数据保护技术及其在系统中的应用。第3章SpringBoot智能在线预约挂号系统设计详细介绍系统的设计方案,包括功能模块划分、数据库设计等。3.1系统功能模块设计划分系统功能模块,如用户管理、挂号管理、医生排班等。3.2数据库设计与实现设计数据库表结构,确定字段类型、主键及外键关系。3.3用户界面设计设计用户友好的界面,提升用户体验。3.4系统安全设计阐述系统安全策略,包括用户认证、数据加密等。第4章系统实现与测试介绍系统的实现过程,包括编码、测试及优化等。4.1系统编码实现采用SpringBoot框架进行系统编码实现。4.2系统测试方法介绍系统测试的方法、步骤及测试用例设计。4.3系统性能测试与分析对系统进行性能测试,分析测试结果并提出优化建议。4.4系统优化与改进根据测试结果对系统进行优化和改进,提升系统性能。第5章研究结果呈现系统实现后的效果,包括功能实现、性能提升等。5.1系统功能实现效果展示系统各功能模块的实现效果,如挂号成功界面等。5.2系统性能提升效果对比优化前后的系统性能
在金融行业中,对信用风险的判断是核心环节之一,其结果对机构的信贷政策和风险控制策略有直接影响。本文将围绕如何借助机器学习方法,尤其是Sklearn工具包,建立用于判断信用状况的预测系统。文中将涵盖逻辑回归、支持向量机等常见方法,并通过实际操作流程进行说明。 一、机器学习基本概念 机器学习属于人工智能的子领域,其基本理念是通过数据自动学习规律,而非依赖人工设定规则。在信贷分析中,该技术可用于挖掘历史数据中的潜在规律,进而对未来的信用表现进行预测。 二、Sklearn工具包概述 Sklearn(Scikit-learn)是Python语言中广泛使用的机器学习模块,提供多种数据处理和建模功能。它简化了数据清洗、特征提取、模型构建、验证与优化等流程,是数据科学项目中的常用工具。 三、逻辑回归模型 逻辑回归是一种常用于分类任务的线性模型,特别适用于二类问题。在信用评估中,该模型可用于判断借款人是否可能违约。其通过逻辑函数将输出映射为0到1之间的概率值,从而表示违约的可能性。 四、支持向量机模型 支持向量机是一种用于监督学习的算法,适用于数据维度高、样本量小的情况。在信用分析中,该方法能够通过寻找最佳分割面,区分违约与非违约客户。通过选用不同核函数,可应对复杂的非线性关系,提升预测精度。 五、数据预处理步骤 在建模前,需对原始数据进行清理与转换,包括处理缺失值、识别异常点、标准化数值、筛选有效特征等。对于信用评分,常见的输入变量包括收入水平、负债比例、信用历史记录、职业稳定性等。预处理有助于减少噪声干扰,增强模型的适应性。 六、模型构建与验证 借助Sklearn,可以将数据集划分为训练集和测试集,并通过交叉验证调整参数以提升模型性能。常用评估指标包括准确率、召回率、F1值以及AUC-ROC曲线。在处理不平衡数据时,更应关注模型的召回率与特异性。 七、集成学习方法 为提升模型预测能力,可采用集成策略,如结合多个模型的预测结果。这有助于降低单一模型的偏差与方差,增强整体预测的稳定性与准确性。 综上,基于机器学习的信用评估系统可通过Sklearn中的多种算法,结合合理的数据处理与模型优化,实现对借款人信用状况的精准判断。在实际应用中,需持续调整模型以适应市场变化,保障预测结果的长期有效性。 资源来源于网络分享,仅用于学习交流使用,请勿用于商业,如有侵权请联系我删除!
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