【Nowcoder】2021牛客暑假集训营(第三场): Minimum grid 二分图匹配

矩阵填数最小代价算法
本文介绍了一种解决矩阵填数问题的算法,通过构造二分图并进行最大匹配来寻找满足特定行最大值和列最大值条件下最小代价的解决方案。适用于n<=2e3, m<=8e5, k<=1e6的规模。

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题意

一个 n ∗ n n * n nn的矩阵,有 m m m个位置需要填数,填的数的范围是 0 < = k < = 1 e 6 0<=k<=1e6 0<=k<=1e6,需要满足第 i i i行的最大值是 b b b,第 j j j列的最大值是 c i c_i ci,求一个满足条件的最小代价
n < = 2 e 3 , m < = 8 e 5 , k < = 1 e 6 n<=2e3,m<=8e5,k<=1e6 n<=2e3,m<=8e5,k<=1e6

分析

如果第 i i i行和第 j j j列的最大值都是 x x x,那么我如果在位置 i , j i,j i,j处填 x x x,那么最后的代价可以减小 x x x,所以可以把问题转化为有多少组行和列可以共享一个最大值
把行和列看成 2 ∗ n 2 * n 2n个点,然后做二分图最大匹配即可

代码

#pragma GCC optimize(3)
#include <bits/stdc++.h>
#define debug(x) cout<<#x<<":"<<x<<endl;
#define dl(x) printf("%lld\n",x);
#define di(x) printf("%d\n",x);
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#define pb push_back
#define mp make_pair
#define all(x) (x).begin(),(x).end()
#define fi first
#define se second
#define SZ(x) ((int)(x).size())
using namespace std;
typedef long long ll;
typedef unsigned long long ull;
typedef pair<int, int> PII;
typedef vector<int> VI;
const int INF = 0x3f3f3f3f;
const int N = 2e3 + 10,M = 1e6 + 10;
const ll mod = 1000000007;
const double eps = 1e-9;
const double PI = acos(-1);
template<typename T>inline void read(T &a) {
	char c = getchar(); T x = 0, f = 1; while (!isdigit(c)) {if (c == '-')f = -1; c = getchar();}
	while (isdigit(c)) {x = (x << 1) + (x << 3) + c - '0'; c = getchar();} a = f * x;
}
int gcd(int a, int b) {return (b > 0) ? gcd(b, a % b) : a;}
int n,m,k;
VI c[M],r[M];
bool st[N][N];
bool f[N * 2];
int match[N * 2];
VI son[N * 2];

bool find(int x){
	for(auto j:son[x]){
		if(f[j]) continue;
		f[j] = true;
		if(!match[j] || find(match[j])){
			match[j] = x;
			return true;
		}
	}
	return false;
}

int main() {
	read(n),read(m),read(k);
	for(int i = 1;i <= n;i++){
		int x;
		read(x);
		c[x].pb(i);
	}
	for(int i = 1;i <= n;i++){
		int x;
		read(x);
		r[x].pb(i + n);
	}
	while(m--){
		int x,y;
		read(x),read(y);
		st[x][y] = true;
	}
	ll ans = 0;
	for(int i = 1;i <= k;i++){
		if(c[i].size() + r[i].size() == 0) continue;
		for(int j = 1;j <= 2 * n;j++) son[j].clear();
		for(auto u:c[i])
			for(auto j:r[i]){
				if(!st[u][j - n]) continue;
				son[u].pb(j);
				son[j].pb(u);
			}
		memset(match,0,sizeof match);
		int res = 0;
		for(int j = 1;j <= 2 * n;j++){
			memset(f,0,sizeof f);
			if(find(j)) res++; 
		}
		ans += 1ll * (c[i].size() + r[i].size() - res / 2) * i;
	}
	dl(ans);
	return 0;
}

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