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有向无环图的最小路径覆盖 二分图模型解题

时间:2014-09-19 01:08:54      阅读:396      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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  有向无环图中,路径覆盖就是在图中找一些路径,使之覆盖了图中的所有顶点,且任何一个顶点有且只有一条路径与之关联(如果把这些路径中的每条路径从它的起始点走到它的终点,那么恰好可以经过图中的每个顶点一次且仅一次)。
  最小路径覆盖就是找出最小的路径条数,使之成为原图的一个路径覆盖。

  公式:最小路径覆盖=(原图)顶点数-对应的二分图的最大匹配数

  我们通过例题来解释如何把DAG转换为二分图模型。

  HDU1151 Air Raid

  题目大意:在一个城镇,有n个路口,和m条单向路,而且这些路不会形成环。现在要弄一些伞兵去巡查这个城镇,伞兵只能沿着路的方向走,问最少需要多少伞兵才能把所有的路口搜一遍。

  从题目的描述中就能看出这是求最小路径覆盖。

看第一组测试数据:

4
3
3 4
1 3
2 3

我们把每个点都拆成两个点,代表着这个点的出度,也有入度。那么拆点后一个点就变为了两个点x和x‘,所有的点就构成了X、Y两个集合。可以发现x是只能边的起点,x‘边的终点,那么求最大匹配与原图求没有相交的路径数就变为一样的了。(为什么就变成一样的?)

 

 bubuko.com,布布扣

图片演示了如何转化为二分图模型。(图片哪来的?《图论及应用》,哈尔滨工业大学出版的)

下面是代码:

bubuko.com,布布扣
 1 #include<iostream>
 2 #include<cstdio>
 3 #include<cstring>
 4 #include<algorithm>
 5 #include<queue>
 6 using namespace std;
 7 
 8 const int N=1005,INF=0x3f3f3f3f;
 9 int bmap[N][N],cx[N],cy[N],dx[N],dy[N];
10 bool bmask[N];
11 int nx,ny,dis,ans;
12 bool searchpath()
13 {
14     queue<int> q;
15     dis=INF;
16     memset(dx,-1,sizeof(dx));
17     memset(dy,-1,sizeof(dy));
18     for(int i=1;i<=nx;i++)
19     {
20         if(cx[i]==-1){ q.push(i); dx[i]=0; }
21         while(!q.empty())
22         {
23             int u=q.front(); q.pop();
24             if(dx[u]>dis) break;
25             for(int v=1;v<=ny;v++)
26             {
27                 if(bmap[u][v]&&dy[v]==-1)
28                 {
29                     dy[v]= dx[u] + 1;
30                     if(cy[v]==-1) dis=dy[v];
31                     else
32                     {
33                         dx[cy[v]]= dy[v]+1;
34                         q.push(cy[v]);
35                     }
36                 }
37             }
38         }
39     }
40     return dis!=INF;
41 }
42 int findpath(int u)
43 {
44     for(int v=1;v<=ny;v++)
45     {
46         if(!bmask[v]&&bmap[u][v]&&dy[v]==dx[u]+1)
47         {
48             bmask[v]=1;
49             if(cy[v]!=-1&&dy[v]==dis) continue;
50             if(cy[v]==-1||findpath(cy[v]))
51             {
52                 cy[v]=u; cx[u]=v;
53                 return 1;
54             }
55         }
56     }
57     return 0;
58 }
59 void maxmatch()
60 {
61     ans=0;
62     memset(cx,-1,sizeof(cx));
63     memset(cy,-1,sizeof(cy));
64     while(searchpath())
65     {
66         memset(bmask,0,sizeof(bmask));
67         for(int i=1;i<=nx;i++)
68             if(cx[i]==-1) ans+=findpath(i);
69     }
70 }
71 void init()
72 {
73     memset(bmap,0,sizeof(bmap));
74 }
75 int main()
76 {
77     //freopen("test.txt","r",stdin);
78     int n,m,i,j,k,cas;
79     scanf("%d",&cas);
80     while(cas--)
81     {
82         scanf("%d%d",&n,&m);
83         init();
84         while(m--)
85         {
86             scanf("%d%d",&i,&j);
87             bmap[i][j]=1;
88         }
89         nx=ny=n;
90         maxmatch();
91         printf("%d\n",n-ans);
92     }
93     return 0;
94 }
View Code

 

有向无环图的最小路径覆盖 二分图模型解题

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原文地址:http://www.cnblogs.com/Potato-lover/p/3980470.html

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