模拟费用流总结

模拟费用流 总结

学习自https://www.luogu.com.cn/blog/command-block/mu-ni-fei-yong-liu-xiao-ji

可以系统地解决一系列贪心问题的思想。

操作步骤

  • 首先对于一个问题建立费用流模型,注意这时候可以得到问题的凸性(convexity),可以用一些其它方法对问题进行简化(如wqs二分),然后观察费用流模型的特殊性,考虑快速算费用流。

  • 一般而言,可以考虑图的增量对答案的贡献,或者按照EK算法以某种顺序求增广路,注意反向边的贡献(比如负环)。一般用堆来维护,也有时候可以直接维护出一些东西然后做。

  • 将费用流模型和原问题结合起来考虑,往往会比较容易得到一些性质。


例题

CF865D Buy Low Sell High(老鼠进洞·壹)

题意:已知接下来(n)天的股票价格,每天你可以买进一股股票,卖出一股股票,或者什么也不做。假设你拥有无限本金,求(n)天之后能得到的最大利润。

容易得到费用流模型:相邻点双向((+infty,0)),源点向每个点((1,c_i)),每个点向终点((1,-c_i))求最小费用可行流。

考虑增量贡献,第一种情况是选择某天买进今天卖出,第二种情况是选择之前卖出的某天换到今天卖出,对应到费用流上就是一条普通的增广路和负环,那么维护一个堆就做完了。


洛谷 P1484 种树

题意:一条直线上(n)个坑,可以在坑里面种一棵树,不能在相邻两个坑内种树,每个坑内种树有价值(a_i),求k个点最大价值。

费用流建模就考虑相邻不能同时选的限制,把间隔变成点,分奇数间隔和偶数间隔中间连边,边就是坑,然后中间边就是((1,a_i)),其它边都是((1,0)),流量限制为(k)

这样就证明了原问题是关于(k)的凸函数,可以wqs二分+dp求解,比较经典。

当然这里讲的是模拟费用流。

考虑模拟EK算法,找增广路。

显然除了源点和汇点连的边,只会经过中间的边,也就是一段连续区间状态取反。

这样的话对应回原问题,两边的两个坑一定是空。那么给我们一个思路:维护两边都是空的区间,每次增广相当于合并三个区间,用双向链表+堆维护即可。


[[Lydsy1708月赛]跳伞求生(老鼠进洞·贰)

题意:老鼠进洞·壹之中选洞有额外贡献。

费用流建图类似。依旧考虑增量,两种情况:

  • 源点连出来的边之前的源点连出来的边形成负环
  • 多一条增广路

随便用堆维护一下就好了。


[NEERC2016]Mole Tunnels(老鼠进树洞)

题意:老鼠上树进洞,对所有(k)求前(k)只老鼠全部进洞最小代价。

建图就是源点向老鼠点连((1,-infty)),这样所有老鼠必选。

按照询问顺序考虑增量。因为必须满流所以不存在负环,那么只需考虑新的增广路,那么就很简单了,在完全二叉树上维护到当前子树最近的点和距离,然后每次加一只老鼠就跳父亲去找,然后跳父亲更新,由于完全二叉树的优良性质复杂度就是(O(n log n))的了。


[NOI2019] 序列

题意:(n)对数((a_i,b_i))([1,n])中选两个大小为(k)的集合(A,B),使得(|A cap B| = L)(max{sum_{i in A} a_i + sum_{i in B} b_i})

建图需要稍微思考一下,很难满足(|A cap B| = L)的条件,那么不妨反过来,满足(A)(B)不同的对数至多为(k-L)

连边((S, A_i, 1, a_i), (A_i, B_i, 1, 0), (B_i, T, 1, b_i), (A_i, P, 1, 0), (P, Q, k - L, 0), (Q, B_i, 1, 0))

考虑模拟EK算法,有下列合法情况:

  1. (S rightarrow A rightarrow Brightarrow T)
  2. (S rightarrow A rightarrow P rightarrow A' rightarrow B' rightarrow T)
  3. (S rightarrow A rightarrow B rightarrow Q rightarrow B' rightarrow T)
  4. (S rightarrow A rightarrow B rightarrow Q rightarrow P rightarrow A' rightarrow B' rightarrow T)
  5. (S rightarrow A rightarrow P rightarrow Q rightarrow B rightarrow T)

事实上还有一类情况形如(S rightarrow A rightarrow B rightarrow Q rightarrow B' rightarrow A' rightarrow P rightarrow A'' rightarrow B'' ......)

然而可以发现出现这样情况的前提已经是不优的了,所以可以不用考虑。

剩下就是考虑这(5)种情况的实际贡献,就是连着(S)(T)的两个点。

于是维护(5)个堆即可。

细节:增广优先顺序是(1 rightarrow 4 rightarrow 2 rightarrow 3 rightarrow 5),否则会出现其它边没有流满(L)且下标相等的数对用了(P rightarrow Q)的情况,这样就不优了。

发表评论

相关文章