HDU 1565 && HDU 1569 方格取数 (网络流之最小割)

本文介绍如何利用最小割算法解决最大点权独立集问题,通过将问题转化为求最小割,采用黑白染色的方法建立源点与汇点,并提供了一段具体的C++实现代码。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

题目地址:HDU 1565       HDU 1569

刚开始接触最小割,就已经感受到了最小割的博大精深。。。

这建图思路倒是好想。。因为好多这种关于不相邻的这种网络流都是基本都是这样建图。但是感觉毫无道理可言。。。看了题解后才明白这样做的意义。

下面是题解中的说法。

大概是这样分析的,题义是要我们求在一个方格内取出N个点,使得这N个独立的(不相邻)点集的和最大。我们可以将问题转化为最小割来求解。首先,我们将方格进行黑白相间的染色,然后再将任意一种颜色(黑色)作为源点,一种颜色(白色)作为汇点。我们的算法过程就是一个不断寻找增广路的过程。当我们找到最大流的时,也就是此时不存在从黑色到白色的路径,也即不存在不相邻的两个方格能够连通了。而此时的最大流就是分割两个区间的最小割,拿总合值减去这个最小割就是我们想要得到的结果。

题解上已经说的很清楚了。我还要补充的是,这是属于最大点权独立集。

最大点权独立集。多和最小点权覆盖集放到一起使用。分别求图中不相邻的点权最大/或者边中至少有一点在集合中,求最小总权值的问题。

公式:

最大点权独立集=总权值-最小点权覆盖集。

最小点权覆盖集=图的最小割值=最大流。

代码如下:(以1569的代码为例)

#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>
#include <ctype.h>
#include <queue>
#include <map>
#include<algorithm>

using namespace std;
const int INF=0x3f3f3f3;
int head[3000], source, sink, cnt, nv, mp[60][60];
int cur[3000], num[3000], d[3000], pre[3000];
int jx[]={0,0,1,-1};
int jy[]={1,-1,0,0};
struct node
{
    int u, v, cap, next;
}edge[10000000];
void add(int u, int v, int cap)
{
    edge[cnt].v=v;
    edge[cnt].cap=cap;
    edge[cnt].next=head[u];
    head[u]=cnt++;

    edge[cnt].v=u;
    edge[cnt].cap=0;
    edge[cnt].next=head[v];
    head[v]=cnt++;
}
void bfs()
{
    memset(d,-1,sizeof(d));
    memset(num,0,sizeof(num));
    queue<int>q;
    q.push(sink);
    d[sink]=0;
    num[0]=1;
    while(!q.empty())
    {
        int u=q.front();
        q.pop();
        for(int i=head[u];i!=-1;i=edge[i].next)
        {
            int v=edge[i].v;
            if(d[v]==-1)
            {
                d[v]=d[u]+1;
                num[d[v]]++;
                q.push(v);
            }
        }
    }
}
int isap()
{
    memcpy(cur,head,sizeof(cur));
    bfs();
    int flow=0, u=pre[source]=source, i;
    while(d[source]<nv)
    {
        if(u==sink)
        {
            int f=INF, pos;
            for(i=source;i!=sink;i=edge[cur[i]].v)
            {
                if(f>edge[cur[i]].cap)
                {
                    f=edge[cur[i]].cap;
                    pos=i;
                }
            }
            for(i=source;i!=sink;i=edge[cur[i]].v)
            {
                edge[cur[i]].cap-=f;
                edge[cur[i]^1].cap+=f;
            }
            flow+=f;
            u=pos;
        }
        for(i=cur[u];i!=-1;i=edge[i].next)
        {
            if(d[edge[i].v]+1==d[u]&&edge[i].cap)
            {
                break;
            }
        }
        if(i!=-1)
        {
            cur[u]=i;
            pre[edge[i].v]=u;
            u=edge[i].v;
        }
        else
        {
            if(--num[d[u]]==0) break;
            int mind=nv;
            for(i=head[u];i!=-1;i=edge[i].next)
            {
                if(mind>d[edge[i].v]&&edge[i].cap)
                {
                    mind=d[edge[i].v];
                    cur[u]=i;
                }
            }
            d[u]=mind+1;
            num[d[u]]++;
            u=pre[u];
        }
    }
    return flow;
}
int main()
{
    int n, i, j, sum, ans, m;
    while(scanf("%d%d",&n,&m)!=EOF)
    {
        sum=0;
        memset(head,-1,sizeof(head));
        cnt=0;
        for(i=0;i<n;i++)
        {
            for(j=0;j<m;j++)
            {
                scanf("%d",&mp[i][j]);
                sum+=mp[i][j];
            }
        }
        source=0;
        sink=n*m+1;
        nv=sink+1;
        for(i=0;i<n;i++)
        {
            for(j=0;j<m;j++)
            {
                if((i+j)%2)
                {
                    add(source,i*m+j+1,mp[i][j]);
                    for(int k=0;k<4;k++)
                    {
                        int x=i+jx[k];
                        int y=j+jy[k];
                        if(x>=0&&x<n&&y>=0&&y<m)
                        {
                            add(i*m+j+1,x*m+y+1,mp[i][j]);
                        }
                    }
                }
                else
                {
                    add(i*m+j+1,sink,mp[i][j]);
                }
            }
        }
        ans=isap();
        printf("%d\n",sum-ans);
    }
    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。
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值