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[hdu4598]二分图判定,差分约束

时间:2015-06-05 07:36:40      阅读:138      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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题意: 给一个图,问能否给每个点分配一个实数值,使得存在一个数实数T,所有点满足:|value(i)| < T 且 u,v之间有边<=> |value(u)-value(v)| >= T。(注意等价符号)

思路:

由性质可得,两相邻点的分配的值的符号相反,于是先对原图做一个二分图判定,如果是非二分图,则无解。对二分图染色后,假设color[i]=1,则表示i点为正值,color[i]=-1,则表示为负。在已知每个点正负值的基础上,绝对值符号可以去掉,差分约束模型便出来了。这里有个细节,由于是实数,在遇到<和<=的时候比较麻烦,幸运的是我们可以用整数来代替实数,比如条件a < b可以看成是 a <= (b - 1),只要整数范围足够大即可。

这样,问题看上去解决了,但是我后来想了一下,用color值来决定正负是存在问题的,color值只能将一个连通分量内的点值分成两个集合,也就是说color值只能作为一种区分标记,并不能直接决定哪一个集合为正,哪一个集合为负。但是我在网上看了很多题解,都没有考虑这个问题就直接用color值往下做了,却也能够过,于是我猜想可以任意指定一个为正,另一个为负。尝试性的证明了一下:

假设原图确实存在一组合法解,其中某一个连通分量记为S,S内的点的点值从小到大排序后如下(出现的字母都为非负数):

{-a, -b, ..., c, d},(a > b, c < d) -------(1)

其余点的点值从小到大排序后如下:

{-u, -v, ..., x, y}, (u > v, x < y}

两个点值集合所对应的点的集合之间是没有边相连的,由于已将点值排序,所以有:

a+y < T, u+d < T。

重新给S内点分配点值如下:

  {d, d - (a - b), ..., -a + (d - c), -a} -------(2)

(1)和(2)对应位置的值属于相同的点,比如-a和d是同一个点的点值,我们不难发现,重新分配后,所有S内点的点值都变了符号(也就是把二分图的正负集合交换了一下,如果能够证明交换后仍有解,则足以说明猜想成立),且重新分配后的点值不相邻的边的绝对值之差依然满足小于T(因为最大绝对值之差还是a+y或u+d,它们都是小于T的),对于连通分量内部,由于上述分配并没有改变相邻点之间的差,所以任意两点之差也就没改变,所以绝对值之差不会变!

也就是说,如果有解,那么任意指定二分图的一个集合为正,解都可以被找到。证毕。

 

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#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <queue>
#include <cmath>
#include <algorithm>
using namespace std;
 
const int T = 12345;
 
struct Graph {
    vector<vector<int> > G;
    void clear() { G.clear(); }
    void resize(int n) { G.resize(n + 2); }
    void add(int u, int v) { G[u].push_back(v); }
    vector<int> & operator [] (int u) { return G[u]; }
};
Graph G, E;
 
int n;
bool mark[345][345];
int vis[345];
 
void add(int u, int v, int w) {
    G.add(v, u);
    E.add(v, w);
}
 
queue<int> Q;
int D[345], cnt[345];
bool relax(int u, int v, int w) {
    if (D[u] > D[v] + w) {
        D[u] = D[v] + w;
        return true;
    }
    return false;
}
bool SPFA(int s) {
    while (!Q.empty()) Q.pop();
    memset(D, 0x3f, sizeof(D));
    memset(cnt, 0, sizeof(cnt));
    D[s] = 0;
    memset(vis, 0, sizeof(vis));
    vis[s] = 1;
    cnt[s] ++;
    Q.push(s);
    while (!Q.empty()) {
        int node = Q.front(); Q.pop();
        vis[node] = 0;
        int sz = G[node].size();
        for (int i = 0; i < sz; i ++) {
            int u = G[node][i];
            if (relax(u, node, E[node][i])) {
                if (!vis[u]) {
                    vis[u] = 1;
                    cnt[u] ++;
                    if (cnt[u] > n) return false;
                    Q.push(u);
                }
            }
        }
    }
    return true;
}
 
bool Color(int k, int c) {
    vis[k] = c;
    for (int i = 0; i < n; i ++) {
        if (mark[k][i]) {
            if (vis[i]) {
                if (vis[i] == vis[k]) return false;
            }
            else if (!Color(i, -c)) return false;
        }
    }
    return true;
}
 
bool check() {
    memset(vis, 0, sizeof(vis));
    for (int i = 0; i < n; i ++) {
        if (!vis[i]) {
            if (!Color(i, 1)) return false;
        }
    }
    G.clear();
    E.clear();
    G.resize(n);
    E.resize(n);
     // 添加一个源点编号为 n, 并从源点引出n条到每个点的有向边,边权为0
    for (int i = 0; i < n; i ++) {
        add(i, n, 0);
    }
    for (int i = 0; i < n; i ++) {
        for (int j = i + 1; j < n; j ++) {
            if (mark[i][j]) {
                if (vis[i] > 0) add(j, i, -T);
                else add(i, j, -T);
            }
            else {
                if (vis[i] > 0) add(i, j, T - 1);
                else add(j, i, T - 1);
            }
        }
    }
    n ++; // 多了一个源点
    return SPFA(n - 1);
}
 
int main() {
#ifndef ONLINE_JUDGE
    freopen("in.txt""r", stdin);
#endif // ONLINE_JUDGE
    int T;
    cin >> T;
    while (T --) {
        cin >> n;
        memset(mark, 0, sizeof(mark));
        for (int i = 0; i < n; i ++) {
            char s[345];
            scanf("%s", s);
            for (int j = 0; j < n; j ++) {
                mark[i][j] = s[j] == ‘1‘;
            }
        }
        puts(check()? "Yes" "No");
    }
    return 0;
}

[hdu4598]二分图判定,差分约束

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原文地址:http://www.cnblogs.com/jklongint/p/4553596.html

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