最大流&最小割 - 专题练习
【例1】【hdu5889】 - 算法结合(BFS+Dinic)
题意
\(N\)个点\(M\)条路径,每条路径长度为\(1\),敌人从\(M\)节点点要进攻\(1\)节点,敌人总是选择最优路径即最短路径来进攻我方,为了阻止敌人,我们要把一些路封死,每条路径封死需要一些花费,求最小花费。
分析
这种题好像好常考呢。
有时候不是BFS,而是SPFA,不过都是差不多的,就是一个逐步满足的思想。
我们首先进行BFS,求出最短路径图。
然后对最短路径图求最小割即可。
【例2】【hdu4289】 - 最少割点
题意
给出一个有\(n\)个点,\(m\)条边组成的无向图。给出两个点\(s\),\(t\)。
对于图中的每个点,去掉这个点都需要一定的花费。
求至少多少花费才能使得s和t之间不连通。
分析
现在相当于问:割掉多少个点,能使得S,T不连通。
而割掉多少条边,使S,T不连通是我们会的:直接求最小割。
所以把点变成边即可,做法:把一个点拆成两个,中间用一条容量为1的边连接。
【例3】【hdu3987】 - 割边最少的最小割
题意
求割边最少的最小割。
输出最小割值,以及割边的条数。
分析1 - 扩倍离散化
设边数为\(m\),每条边的容量为\(c\),则把\(c\)变为\(c*(m+1)+1\)
设新图求出来的最小割为\(x\),则原图的最小割为\(\lfloor{x\over m+1}\rfloor\),最小割边数为\({x\mod (m+1)}\)
证明:设原图的一个割集为\(S\),原图的割的值为\(f(S)\),则新图的割的值为\(\sum c*(m+1)+1=(m+1)f(S)+|S|\),因为\(0\leq |S|<(m+1)\),所以新图的割值可以对应出原图的割值和边数。
分析2 - 逐步满足
建图,得到最大流后,图中边若满流,说明该边是最小割上的边;
再建图,原则:满流的边改为容量为 1 的边,未满流的边改为容量 INF 的边,然后最大流即答案。
小结
(1)最值上的最值:
①扩倍离散化:在不影响元素的时候,把元素附加特性,再转化回去
②逐步满足:先满足第一步的最值,再满足第二步的最值
【例4】【hdu3657】 - 棋盘染色+建模
题意
\(n*m\)的矩阵,每个位置都有一个正数,一开始你的分数是\(0\),当你取走一个数字时,你的分数增加那个分数。如果你取完数字后,新出现了\(2\)个相邻的都是空的格子,那么你的分数减少\(2 * ( x\)&\(y)\),\(x\),\(y\)是那两个格子的原始数值。
分析
首先,这种相邻格子的问题都会想到它是一个二分图:
横纵坐标为偶数的在左边,横纵坐标为奇数的在右边。
构图如下:
一个超级原点,和左边的点相连接,容量是其权值。
一个超级汇点,右边的点和其连接,容量是其权值。
如果左边的点x和右边的点y相邻,连接x,y容量为2 * (x & y)
用 总权值 - 最小割值。
小结
(1)对于这种棋盘上相邻格子的二分图的问题,通常要进行黑白染色。
【例5】【hdu3251】 - 拆点
题意
一个国家的地图是一张\(n\)个点\(m\)条边的有向图。
你保卫了国家成为了英雄,现在国王答应给你一些城市。
国王居住在首都,编号为\(1\),但他不想随意的到达你的领地,所以你必须破坏一些路,使得从首都到你所拥有的所有城市不连通。
而破坏这些路需要花钱。国王给了你\(f\)个城市供你选择,每个城市有一个价值。
你最后的总收益=你选择的城市的价值之和-破坏路花费的钱。
现在让你输出最大的收益,以及完成这样的收益应该破坏哪些路。
分析
很巧妙的一道题。
把每个供选择的城市给拆成两个点,容量为城市价值。
然后跑最小割。
小结
(1)如果涉及到点权的问题,通常有两种处理手段:
①拆点,边权为点权
②点连向源或者汇,容量为点权
【例6】【bzoj2756】 - 棋盘游戏 - 二分答案+Dinic
题意
Blinker最近喜欢上一个奇怪的游戏。
这个游戏在一个 \(N*M\) 的棋盘上玩,每个格子有一个数。每次 Blinker 会选择两个相邻
的格子,并使这两个数都加上 \(1\)。
现在 Blinker 想知道最少多少次能使棋盘上的数都变成同一个数,如果永远不能变成同
一个数则输出\(-1\)。
分析
二分变成的数的大小,就可以求出一个数要被变几次。
而每次是相邻两个边,所以黑白染色,相邻连边。
源点连黑点,容量为需要变的次数;白点连汇点,容量为需要变的次数。
跑最大流判是否满流。
小结
(1)有一种棋盘游戏,满足这样的特性:①给某些满足特定关系的位置增值 ②有目标棋局 ③求变化的最小步数
这类问题通常有两种解决方案:①棋盘染色 ②设未知数,用高斯消元、线性规划等方法
【例7】【bzoj3931】 - 算法结合(SPFA+Dinic)
题意
求最小路径树上的最小割。
分析
逐步满足。
先求SPFA,搞出最小路径树。
再用最小割。
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