最大流的一些板子

本文介绍了如何解决无源汇带上下界的网络流问题,推荐了周源大大的论文,并分享了对不同网络流算法如ISAP、Dinic的实践与比较,包括对ISAP的GAP优化和Dinic的当前弧优化。文中还提到了HLPP算法,适合处理分层图,但在某些数据下速度不尽如人意。

  昂神这两天放出了Andrew Stankevich's Contest #1的题目(ZOJ2313~2320或SGU193~200),以为自己做不完但还真的AK了,觉得题目质量相当不错。A题Chinese Girls' Amusement大数板子题,用C++和Java各写一发;C题New Year Bonus Grant用贪心和树形dp各写一发,这也是自己第一次写树形dp;D题Matrix Multiplication签到;E题Nice Patterns Strike Back状压dp+矩阵快速幂+大数板子;F题Get Out!计算几何巧妙转化成图论spfa判负环,非常棒的一道题;G题Beautiful People排序+LIS+回溯输出;H题Gauss消元求异或方程组自由变元+大数板子;不过这些不是这篇文章的重点。

  B题Reactor Cooling是一道裸的无源汇带上下界网络流,这也是自己第一次写带上下界的网络流。带上下界的网络流主要是通过重新构图,重构图的最大流即是原图的可行流。这里强烈推荐周源大大的论文《一种简易的方法求解流量有上下界的网络中网络流问题》,清晰简洁通俗易懂。

  简单地说,假设每条边u->v的流量下界是l,流量上界是r,则重构图时,添加容量为r-l的边u->v;再建立附加源点S',附加汇点T',统计每个点k的总流入量下界in[k]和总流出量下界out[k],如果in>out则添加流量为in-out的边S'->k,如果in<out则添加流量为out-in的边k->T'。这样,如果S'->T'的最大流满流(S'的每条边都满流),则原图有可行流;此时新图每条边的流量加下界l就是原图对应边的流量。

  具体证明可以看上面给出的论文,很好理解。

  然后就是测验各种板子的时间。我不知道Thor使用的板子是什么(在Damocles图论一般归Thor处理),我的板子大都是在kuangbin大大的基础上修改来的(咳咳,貌似没怎么改的样子),以ISAP为主,全部加了GAP优化;这道题数据量挺小,各个板子之间看不出多少速度差距。过几天再找几道题测一下。

  更新:已测poj1273hdu1532(题目一致数据不同),LA3031poj1966(题目一致数据不同,最小点割集),以及UVa820,数据量都不大,ISAP和Dinic相差不大,互有胜负,看来还是要根据图的特点而定。在无法准确判断图的特点的情况下,优先考虑使用ISAP+邻接表,酌情加优化。

### ACM竞赛中的“板子”定义 在ACM竞赛中,“板子”通常是指预先编写好的代码模板或工具函数,这些代码可以被直接用于解决特定类型的算法问题。它们通常是经过优化和验证的程序片段,能够在比赛中快速调用并减少重复编码的时间[^1]。 #### 板子的主要用途 板子的作用在于帮助参赛者节省比赛时间,避免因重新实现常见算法而引入错误。常见的板子包括但不限于数据结构、图论、动态规划等方面的经典算法实现。例如,在判断三个数 \(a, b, c\) 是否能构成三角形时,可以通过如下条件来简化逻辑: \[ abs(b-c) < a < b+c \] 这段逻辑可以直接封装成一个函数作为板子的一部分[^2]。 #### 常见的板子分类 以下是几类常用的ACM竞赛板子及其功能描述: 1. **基本数学运算** 这些板子涵盖了诸如最大公约数(GCD)、最小公倍数(LCM)以及素数筛法等功能。 ```cpp int gcd(int a, int b){ return !b ? a : gcd(b, a % b); } ``` 2. **几何计算** 几何板子主要用于处理平面几何问题,比如点积、叉积、凸包等操作。 ```cpp double cross(Point a, Point b){ return a.x * b.y - a.y * b.x; } ``` 3. **字符串匹配与处理** 字符串相关的板子可能涉及KMP算法、Trie树构建等内容。 ```cpp void kmp_preprocess(string pattern, vector<int> &lps){ int m = pattern.size(); lps[0] = 0; int len = 0; for(int i=1;i<m;){ if(pattern[i]==pattern[len]){ len++; lps[i]=len; i++; }else{ if(len!=0){ len=lps[len-1]; }else{ lps[i]=0; i++; } } } } ``` 4. **图论算法** 图论部分的板子则包含了最短路径(Dijkstra/Floyd-Warshall/Bellman-Ford),拓扑排序,网络流等问题的标准解法。 ```cpp void dijkstra(vector<vector<pair<int,int>>> adjList, int src, vector<int>& dist){ priority_queue<pair<int,int>,vector<pair<int,int>>,greater<pair<int,int>>> pq; pq.push({0,src}); while(!pq.empty()){ pair<int,int> u=pq.top(); pq.pop(); if(u.first > dist[u.second]) continue; for(auto &[v,w]:adjList[u.second]){ if(dist[v]>dist[u.second]+w){ dist[v]=dist[u.second]+w; pq.push({dist[v],v}); } } } } ``` 5. **动态规划** 动态规划板子一般会针对背包问题、最长公共子序列(LCS)以及其他经典的DP模型提供通用框架。 通过合理利用以上各类板子,选手可以在有限时间内更高效地解决问题,从而提升整体竞争力[^1]。
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