BZOJ 2595 [Wc2008]游览计划(斯坦纳树)

斯坦纳树的板子题。

斯坦纳树问题是组合优化问题,与最小生成树相似,是最短网络的一种。

最小生成树是在给定的点集和边中寻求最短网络使所有点连通。

而最小斯坦纳树允许在给定点外增加额外的点,使生成的最短网络开销最小。

然而我解决问题并不需要你知道什么关于斯坦纳树的知识。
会状压(子集)DP和最短路就行了。
设dp[s][i][j]为使s集合中的景点都与点(i,j)相连的最小代价。
然后转移有:
\(dp[s][i][j]=min(dp[s][i][j],dp[k][i][j]+dp[s\)^\(k][i][j]-val(i,j))\ (k\subset s)\)
\(dp[s][i][j]=min(dp[s][i+1][j],dp[s][i-1][j],dp[s][i][j+1],dp[s][i][j-1])+val(i,j)\)
然后第一个转移用子集DP,第二个转移用最短路。

#include<iostream>
#include<cstring>
#include<cstdio>
#include<cmath>
#include<algorithm>
#include<queue>
using namespace std;
const int N=15;
const int INF=1e9;
int xx[]={0,0,0,1,-1};
int yy[]={0,1,-1,0,0};
struct node{
    int x,y,w;
    node(int xx=0,int yy=0,int ww=0){
        x=xx;y=yy;w=ww;
    }
};
struct from{
    int a,b,c;
    from(int aa=0,int bb=0,int cc=0){
        a=aa,b=bb,c=cc;
    }
}pre[1111][N][N];
bool operator <(node a,node b){
    return a.w>b.w;
}
priority_queue<node> q;
bool vis[N][N];
int n,m,a[N][N],t,dp[1111][N][N];
void dij(int k){
    memset(vis,0,sizeof(vis));
    while(!q.empty()){
        node u=q.top();q.pop();
        int x=u.x,y=u.y;
        if(vis[x][y])continue;
        vis[x][y]=1;
        for(int i=1;i<=4;i++){
            int X=x+xx[i],Y=y+yy[i];
            if(X<1||X>n||Y<1||Y>m)continue;
            if(dp[k][X][Y]>dp[k][x][y]+a[X][Y]){
                dp[k][X][Y]=dp[k][x][y]+a[X][Y];
                pre[k][X][Y]=from(k,x,y);
                q.push(node(X,Y,dp[k][X][Y]));
            }
        }
    }
}
int read(){
    int sum=0,f=1;char ch=getchar();
    while(ch<'0'||ch>'9'){if(ch=='-')f=-1;ch=getchar();}
    while(ch>='0'&&ch<='9'){sum=sum*10+ch-'0';ch=getchar();}
    return sum*f;
}
void dfs(int a,int b,int c){
    vis[b][c]=1;
    int A=pre[a][b][c].a;
    int B=pre[a][b][c].b;
    int C=pre[a][b][c].c;
    if(A+B+C==0)return;
    if(A!=a)dfs(A,b,c),dfs(a^A,b,c);
    else dfs(a,B,C);
}
int main(){
    n=read();m=read();
    for(int i=1;i<=n;i++)
        for(int j=1;j<=m;j++){
            a[i][j]=read();
            if(a[i][j]==0)t++;
        }
    for(int k=0;k<(1<<t);k++)
        for(int i=1;i<=n;i++)
            for(int j=1;j<=m;j++)
                dp[k][i][j]=INF;
    t=0;
    for(int i=1;i<=n;i++)
        for(int j=1;j<=m;j++)
            if(a[i][j]==0)dp[(1<<t++)][i][j]=0;
    for(int k=1;k<(1<<t);k++){
        for(int i=1;i<=n;i++)
            for(int j=1;j<=m;j++)
                for(int w=k;w;w=(w-1)&k)
                    if(dp[k][i][j]>dp[k^w][i][j]+dp[w][i][j]-a[i][j]){
                        dp[k][i][j]=dp[k^w][i][j]+dp[w][i][j]-a[i][j];
                        pre[k][i][j]=from(w,i,j);
                    }
        for(int i=1;i<=n;i++)
            for(int j=1;j<=m;j++)
                if(dp[k][i][j]!=INF)q.push(node(i,j,dp[k][i][j]));
        dij(k);
    }
    int ans=INF,ida,idb,idc;
    for(int i=1;i<=n;i++)
        for(int j=1;j<=m;j++)
            if(ans>dp[(1<<t)-1][i][j]){
                ans=dp[(1<<t)-1][i][j];
                ida=(1<<t)-1,idb=i,idc=j;
            }
    printf("%d\n",ans);
    memset(vis,0,sizeof(vis));
    dfs(ida,idb,idc);
    for(int i=1;i<=n;i++){
        for(int j=1;j<=m;j++)
            if(a[i][j]==0)cout<<'x';
            else if(vis[i][j])cout<<'o';
            else cout<<'_';
        printf("\n");
    }
    return 0;
}

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