ZOJ2314 Reactor Cooling（无源汇流量有上下界网络的可行流）

题目大概说一个核反应堆的冷却系统有n个结点，有m条单向的管子连接它们，管子内流量有上下界的要求，问能否使液体在整个系统中循环流动。

本质上就是求一个无源汇流量有上下界的容量网络的可行流，因为无源汇的容量网络上各个顶点都满足流量平衡条件，即所有点的∑流入流量=∑流出流量，可以看成里面的流是循环流动的，类似有向图欧拉回路。

而带上下界的网络可行流的求法，是根据网络流中一个流是可行流的充分必要条件——限制条件和平衡条件，去改造原网络，转化成不带下界的容量网络来求解的。数学模型那些证明之类的不难理解，见论文《一种简易的方法求解流量有上下界的网络中网络流问题》。

而改造的方式好像有两种挺流行的，我用的做法是：

• 设d[u]为顶点u出边下界和-入边下界和，新建源点、汇点
• 原网络的弧<u,v>容量设置成其上界-下界
• 对于每一个顶点u，如果d[u]<0则源点向其连容量-d[u]的边，否则其向汇点连容量d[u]的边
• 最后如果和源点相关的弧都满流则存在可行流，而各条边的流量+其在原网络的下界就是一个解

 #include<cstdio>
 #include<cstring>
 #include<queue>
 #include<algorithm>
 using namespace std;
 #define INF (1<<30)
 #define MAXN 222
 #define MAXM 222*444

 struct Edge{
     int v,cap,flow,next;
 }edge[MAXM];
 int vs,vt,NE,NV;
 int head[MAXN];

 void addEdge(int u,int v,int cap){
     edge[NE].v=v; edge[NE].cap=cap; edge[NE].flow=;
     edge[NE].next=head[u]; head[u]=NE++;
     edge[NE].v=u; edge[NE].cap=; edge[NE].flow=;
     edge[NE].next=head[v]; head[v]=NE++;
 }

 int level[MAXN];
 int gap[MAXN];
 void bfs(){
     memset(level,-,sizeof(level));
     memset(gap,,sizeof(gap));
     level[vt]=;
     gap[level[vt]]++;
     queue<int> que;
     que.push(vt);
     while(!que.empty()){
         int u=que.front(); que.pop();
         for(int i=head[u]; i!=-; i=edge[i].next){
             int v=edge[i].v;
             if(level[v]!=-) continue;
             level[v]=level[u]+;
             gap[level[v]]++;
             que.push(v);
         }
     }
 }

 int pre[MAXN];
 int cur[MAXN];
 int ISAP(){
     bfs();
     memset(pre,-,sizeof(pre));
     memcpy(cur,head,sizeof(head));
     int u=pre[vs]=vs,flow=,aug=INF;
     gap[]=NV;
     while(level[vs]<NV){
         bool flag=false;
         for(int &i=cur[u]; i!=-; i=edge[i].next){
             int v=edge[i].v;
             if(edge[i].cap!=edge[i].flow && level[u]==level[v]+){
                 flag=true;
                 pre[v]=u;
                 u=v;
                 //aug=(aug==-1?edge[i].cap:min(aug,edge[i].cap));
                 aug=min(aug,edge[i].cap-edge[i].flow);
                 if(v==vt){
                     flow+=aug;
                     for(u=pre[v]; v!=vs; v=u,u=pre[u]){
                         edge[cur[u]].flow+=aug;
                         edge[cur[u]^].flow-=aug;
                     }
                     //aug=-1;
                     aug=INF;
                 }
                 break;
             }
         }
         if(flag) continue;
         int minlevel=NV;
         for(int i=head[u]; i!=-; i=edge[i].next){
             int v=edge[i].v;
             if(edge[i].cap!=edge[i].flow && level[v]<minlevel){
                 minlevel=level[v];
                 cur[u]=i;
             }
         }
         if(--gap[level[u]]==) break;
         level[u]=minlevel+;
         gap[level[u]]++;
         u=pre[u];
     }
     return flow;
 }
 int low[MAXM],d[MAXN];
 int main(){
     int t,n,m,a,b,c;
     scanf("%d",&t);
     while(t--){
         scanf("%d%d",&n,&m);
         memset(d,,sizeof(d));
         vs=; vt=n+; NV=vt+; NE=;
         memset(head,-,sizeof(head));
         for(int i=; i<m; ++i){
             scanf("%d%d%d%d",&a,&b,low+i,&c);
             addEdge(a,b,c-low[i]);
             d[a]+=low[i];
             d[b]-=low[i];
         }
         int tot=;
         for(int i=; i<=n; ++i){
             if(d[i]<) addEdge(vs,i,-d[i]);
             else addEdge(i,vt,d[i]),tot+=d[i];
         }
         if(ISAP()!=tot) puts("NO");
         else{
             puts("YES");
             for(int i=; i<m; ++i){
                 printf("%d\n",edge[i<<].flow+low[i]);
             }
         }
         putchar('\n');
     }
     return ;
 }