POJ2060最小路径覆盖

题意:
      有n个任务,如果时间来得及干完某些任务后还可以接着干别的任务,给一个任务清单,问最少派出去多少人能完成所有任务。


思路: 
      比较简单的追小路径覆盖问题了,在DAG中找到最少的简单路径去覆盖所有点,结论等于n-最大匹配数,可以这样理解,最开始没有边任务都需要一个人,共n个,然后只要有一条边(干完A活来的及干B活那么连边AB),就有可能减少一个人,当A-B A-C这样的时候只能节省其中的一条,匹配也是,只能把A匹配给一个,这样说是不是很容易理解为什么最小路径覆盖的结论是n-最大匹配数了吧。


#include<stdio.h>
#include<string.h>


#define N_node 500 + 10
#define N_edge 500 * 500 + 100


typedef struct
{
    int time ,t,x1 ,x2 ,y1 ,y2;
}NODE;


typedef struct
{
    int to ,next;
}STAR;


NODE node[N_node];
STAR E[N_edge];
int list[N_node] ,tot;
int mkgx[N_node] ,mkdfs[N_node];


void add(int a ,int b)
{
    E[++tot].to = b;
    E[tot].next = list[a];
    list[a] = tot;
}


int DFS_XYL(int x)
{
    for(int k = list[x] ;k ;k = E[k].next)
    {
        int to = E[k].to;
        if(mkdfs[to]) continue;
        mkdfs[to] = 1;
        if(mkgx[to] == -1 || DFS_XYL(mkgx[to]))
        {
            mkgx[to] = x;
            return 1;
        }
    }
    return 0;
}


int abss(int x)
{
    return x < 0 ? -x : x;
}


bool ok(int a ,int b)
{
    int t1 = abss(node[a].x1 - node[a].x2) + abss(node[a].y1 - node[a].y2);
    int t2 = abss(node[a].x2 - node[b].x1) + abss(node[a].y2 - node[b].y1);
    return node[b].t - node[a].t > t1 + t2;
}


int main ()
{
    int t ,n ,i ,j ,a ,b;
    scanf("%d" ,&t);
    while(t--)
    {
        scanf("%d" ,&n);
        int tmp = 0;
        for(i = 1 ;i <= n ;i ++)
        {
            scanf("%d:%d %d %d %d %d" ,&a ,&b ,&node[i].x1 ,&node[i].y1 ,&node[i].x2 ,&node[i].y2);
            node[i].time = a * 60 + b;
            if(i != 1 && node[i].time < node[i-1].time)
            tmp ++;
            node[i].t = node[i].time + tmp * 24 * 60;
        }
        memset(list ,0 ,sizeof(list));
        tot = 1;
        for(i = 1 ;i <= n ;i ++)
        for(j = i + 1 ;j <= n ;j ++)
        {
            if(ok(i ,j)) add(i ,j);
        }
        memset(mkgx ,255 ,sizeof(mkgx));
        int Ans = 0;
        for(i = 1 ;i <= n ;i ++)
        {
            memset(mkdfs ,0 ,sizeof(mkdfs));
            Ans += DFS_XYL(i);
        }
        printf("%d\n" ,n - Ans);
    }
    return 0;
}



### 最小路径覆盖问题及其解决方案 最小路径覆盖问题是图论中一个经典的问题,尤其在有向无环图(DAG)中有着广泛的应用。该问题的目标是找到图中尽可能少的路径,使得这些路径能够覆盖所有顶点,并且每个顶点恰好出现在一条路径中。 #### 问题定义 对于给定的有向图 $ G = (V, E) $,设 $ P $ 是 $ G $ 的一个简单路径集合。如果 $ V $ 中的每个顶点恰好在 $ P $ 的一条路径上,则称 $ P $ 是 $ G $ 的一个路径覆盖。目标是找到路径数最少的路径覆盖,即最小路径覆盖。 #### 解决方案:网络流模型 解决最小路径覆盖问题的经典方法是将其转化为最大匹配问题,进而通过网络流算法求解。 ##### DAG中的最小路径覆盖 对于有向无环图(DAG),可以通过构造二分图并求其最大匹配来解决最小路径覆盖问题。具体步骤如下: 1. **构建二分图**: - 将原图中的每个顶点 $ v $ 拆分为两个部分:$ v_{in} $ 和 $ v_{out} $。 - 左侧集合为 $ \{v_{in} | v \in V\} $,右侧集合为 $ \{v_{out} | v \in V\} $。 - 对于每条边 $ (u, v) \in E $,在二分图中添加一条从 $ u_{in} $ 到 $ v_{out} $ 的边。 2. **求最大匹配**: - 在构造的二分图中求最大匹配。最大匹配的大小记为 $ M $。 3. **计算最小路径覆盖**: - 最小路径覆盖的大小等于顶点数减去最大匹配的大小,即 $ |V| - M $ [^4]。 ##### 示例代码 以下是一个基于匈牙利算法实现的最大匹配求解代码片段,用于计算 DAG 的最小路径覆盖: ```cpp #include <cstdio> #include <cstring> using namespace std; #define N 150 int lover[N]; // 记录匹配关系 bool vis[N]; // 标记访问状态 int e[N][N]; // 邻接矩阵表示二分图 bool find(int x, int n) { for (int i = 1; i <= n; i++) { if (e[x][i] && !vis[i]) { vis[i] = true; if (!lover[i] || find(lover[i], n)) { lover[i] = x; return true; } } } return false; } int max_matching(int n) { int ans = 0; memset(lover, 0, sizeof(lover)); for (int i = 1; i <= n; i++) { memset(vis, 0, sizeof(vis)); if (find(i, n)) ans++; } return ans; } int main() { int T; scanf("%d", &T); while (T--) { int n, m; scanf("%d %d", &n, &m); memset(e, 0, sizeof(e)); for (int i = 1; i <= m; i++) { int a, b; scanf("%d %d", &a, &b); e[a][b] = 1; // 构造二分图 } int match = max_matching(n); printf("最小路径覆盖数: %d\n", n - match); } return 0; } ``` #### 可相交的最小路径覆盖 在某些情况下,路径可以相交。例如,在 POJ 2594 Treasure Exploration 问题中,允许路径在顶点上重叠。这种情况下,可以通过先对图进行传递闭包处理,再使用上述方法求解最小路径覆盖 [^3]。 #### 应用场景 - **任务调度**:将任务之间的依赖关系建模为有向图,寻找最少的任务序列以覆盖所有任务。 - **软件工程**:在模块调用图中,确定最少的测试路径覆盖所有模块。 - **交通规划**:设计最少的路线以覆盖所有地点。
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