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NOI2008 志愿者招募

时间:2014-07-22 00:16:34      阅读:311      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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1061: [Noi2008]志愿者招募

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Description

申奥成功后,布布经过不懈努力,终于成为奥组委下属公司人力资源部门的主管。布布刚上任就遇到了一个难题:为即将启动的奥运新项目招募一批短期志愿者。经过估算,这个项目需要N 天才能完成,其中第i 天至少需要Ai 个人。 布布通过了解得知,一共有M 类志愿者可以招募。其中第i 类可以从第Si 天工作到第Ti 天,招募费用是每人Ci 元。新官上任三把火,为了出色地完成自己的工作,布布希望用尽量少的费用招募足够的志愿者,但这并不是他的特长!于是布布找到了你,希望你帮他设计一种最优的招募方案。

Input

第一行包含两个整数N, M,表示完成项目的天数和可以招募的志愿者的种类。 接下来的一行中包含N 个非负整数,表示每天至少需要的志愿者人数。 接下来的M 行中每行包含三个整数Si, Ti, Ci,含义如上文所述。为了方便起见,我们可以认为每类志愿者的数量都是无限多的。

Output

仅包含一个整数,表示你所设计的最优方案的总费用。

Sample Input

3 3
2 3 4
1 2 2
2 3 5
3 3 2

Sample Output

14

HINT

 

招募第一类志愿者3名,第三类志愿者4名 30%的数据中,1 ≤ N, M ≤ 10,1 ≤ Ai ≤ 10; 100%的数据中,1 ≤ N ≤ 1000,1 ≤ M ≤ 10000,题目中其他所涉及的数据均 不超过2^31-1。

 

Source

题解:BYVOID

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

这道题正确的解法是构造网络,求网络最小费用最大流,但是模型隐藏得较深,不易想到。构造网络是该题的关键,以下面一个例子说明构图的方法和解释。

例如一共需要4天,四天需要的人数依次是4,2,5,3。有5类志愿者,如下表所示:

种类 1 2 3 4 5
时间 1-2 1-1 2-3 3-3 3-4
费用 3 4 3 5 6

设雇佣第i类志愿者的人数为X[i],每个志愿者的费用为V[i],第j天雇佣的人数为P[j],则每天的雇佣人数应满足一个不等式,如上表所述,可以列出

P[1] = X[1] + X[2] >= 4

P[2] = X[1] + X[3] >= 2

P[3] = X[3] + X[4] +X[5] >= 5

P[4] = X[5] >= 3

对于第i个不等式,添加辅助变量Y[i] (Y[i]>=0) ,可以使其变为等式

P[1] = X[1] + X[2] - Y[1] = 4

P[2] = X[1] + X[3] - Y[2] = 2

P[3] = X[3] + X[4] +X[5] - Y[3] = 5

P[4] = X[5] - Y[4] = 3

在上述四个等式上下添加P[0]=0,P[5]=0,每次用下边的式子减去上边的式子,得出

① P[1] - P[0] = X[1] + X[2] - Y[1] = 4

② P[2] - P[1] = X[3] - X[2] -Y[2] +Y[1] = -2

③ P[3] - P[2] = X[4] + X[5] - X[1] - Y[3] + Y[2] =3

④ P[4] - P[3] = - X[3] - X[4] + Y[3] - Y[4] = -2

⑤ P[5] - P[4] = - X[5] + Y[4] = -3

观察发现,每个变量都在两个式子中出现了,而且一次为正,一次为负。所有等式右边和为0。接下来,根据上面五个等式构图。

  • 每个等式为图中一个顶点,添加源点S和汇点T。
  • 如果一个等式右边为非负整数c,从源点S向该等式对应的顶点连接一条容量为c,权值为0的有向边;如果一个等式右边为负整数c,从该等式对应的顶点向汇点T连接一条容量为c,权值为0的有向边。
  • 如果一个变量X[i]在第j个等式中出现为X[i],在第k个等式中出现为-X[i],从顶点j向顶点k连接一条容量为∞,权值为V[i]的有向边。
  • 如果一个变量Y[i]在第j个等式中出现为Y[i],在第k个等式中出现为-Y[i],从顶点j向顶点k连接一条容量为∞,权值为0的有向边。

构图以后,求从源点S到汇点T的最小费用最大流,费用值就是结果。

根据上面的例子可以构造出如下网络,红色的边为每个变量X代表的边,蓝色的边为每个变量Y代表的边,边的容量和权值标已经标出(蓝色没有标记,因为都是容量∞,权值0)。

bubuko.com,布布扣

在这个图中求最小费用最大流,流量网络如下图,每个红色边的流量就是对应的变量X的值。

bubuko.com,布布扣

所以,答案为43+23+3*6=36。

上面的方法很神奇得求出了结果,思考为什么这样构图。我们将最后的五个等式进一步变形,得出以下结果

① - X[1] - X[2] + Y[1] + 4 = 0

② - X[3] + X[2] + Y[2] - Y[1] - 2 = 0

③ - X[4] - X[5] + X[1] + Y[3] - Y[2] + 3 = 0

④ X[3] + X[4] - Y[3] + Y[4] - 2 = 0

⑤ X[5] - Y[4] - 3 = 0

可以发现,每个等式左边都是几个变量和一个常数相加减,右边都为0,恰好就像网络流中除了源点和汇点的顶点都满足流量平衡。每个正的变量相当于流入该顶点的流量,负的变量相当于流出该顶点的流量,而正常数可以看作来自附加源点的流量,负的常数是流向附加汇点的流量。因此可以据此构造网络,求出从附加源到附加汇的网络最大流,即可满足所有等式。而我们还要求bubuko.com,布布扣最小,所以要在X变量相对应的边上加上权值,然后求最小费用最大流

我写的是朴素的SPFA算法求增广路的最小费用流算法,可以在题目时限内通过所有测试点。

在NOI的现场上,该题得分的平均分12.56,只有高逸涵大牛拿到了满分。不能不说这是一道难题,难就难在抽象出问题的数学模型,设计有效的算法。而信息学竞赛正朝着这个方向发展,数学建模将是解决问题的共同关键步骤。

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代码:

bubuko.com,布布扣
  1 const inf=maxlongint;
  2 type node=record
  3      from,go,next,v,c:longint;
  4      end;
  5 var e:array[0..200000] of node;
  6     pre,head,q,d,p:array[0..100000] of longint;
  7     v:array[0..100000] of boolean;
  8     i,j,n,m,s,t,l,r,mincost,tot,x,y,z:longint;
  9     function min(x,y:Longint):longint;
 10      begin
 11      if x<y then exit(x) else exit(y);
 12      end;
 13 
 14 procedure ins(x,y,z,w:longint);
 15  begin
 16  inc(tot);
 17  with e[tot] do
 18   begin
 19   from:=x;go:=y;v:=z;c:=w;next:=head[x];head[x]:=tot;
 20   end;
 21  end;
 22 procedure insert(x,y,z,w:longint);
 23  begin
 24  ins(x,y,z,w);ins(y,x,0,-w);
 25  end;
 26 function spfa:boolean;
 27  var i,x,y:longint;
 28  begin
 29  fillchar(v,sizeof(v),false);
 30  for i:=s to t do d[i]:=inf;
 31  l:=0;r:=1;q[1]:=s;d[s]:=0;v[s]:=true;
 32  while l<r do
 33   begin
 34   inc(l);
 35   x:=q[l];v[x]:=false;
 36   i:=head[x];
 37   while i<>0 do
 38    begin
 39    y:=e[i].go;
 40    if (e[i].v<>0) and (d[x]+e[i].c<d[y]) then
 41     begin
 42     d[y]:=d[x]+e[i].c;
 43     pre[y]:=i;
 44     if not(v[y]) then
 45      begin
 46      v[y]:=true;
 47      inc(r);
 48      q[r]:=y;
 49      end;
 50     end;
 51    i:=e[i].next;
 52   end;
 53  end;
 54  exit(d[t]<>inf);
 55  end;
 56 procedure mcf;
 57  var i,tmp:longint;
 58  begin
 59  mincost:=0;
 60  while spfa do
 61   begin
 62   tmp:=inf;
 63   i:=pre[t];
 64   while i<>0 do
 65    begin
 66    tmp:=min(tmp,e[i].v);
 67    i:=pre[e[i].from];
 68    end;
 69   inc(mincost,tmp*d[t]);
 70   i:=pre[t];
 71   while i<>0 do
 72    begin
 73    dec(e[i].v,tmp);
 74    inc(e[i xor 1].v,tmp);
 75    i:=pre[e[i].from];
 76    end;
 77   end;
 78  end;
 79 procedure init;
 80  begin
 81  tot:=1;
 82  readln(n,m); s:=0;t:=n+2;
 83  for i:=1 to n do read(p[i]);
 84  for i:=1 to n+1 do
 85   begin
 86   if i>1 then insert(i,i-1,inf,0);
 87   if p[i]>=p[i-1] then insert(s,i,p[i]-p[i-1],0)
 88   else insert(i,t,p[i-1]-p[i],0);
 89   end;
 90  for i:=1 to m do
 91   begin
 92   readln(x,y,z);
 93   insert(x,y+1,inf,z);
 94   end;
 95  end;
 96 procedure main;
 97  begin
 98  mincost:=0;
 99  mcf;
100  writeln(mincost);
101  end;
102 begin
103  assign(input,input.txt);assign(output,output.txt);
104  reset(input);rewrite(output);
105  init;
106  main;
107  close(input);close(output);
108 end.                          
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NOI2008 志愿者招募,布布扣,bubuko.com

NOI2008 志愿者招募

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