P2765 魔术球问题 网络流二十四题重温

P2765 魔术球问题

知识点::最小点覆盖

这个题目要拆点,这个不是因为每一个球只能用一次,而是因为我们要求最小点覆盖,所以要拆点来写。

思路:

首先拆点,然后就是开始建边,因为建边的条件是要求他们可以组成一个平方数,这个平方数最大就是x*x,最小就是x  大致就是这样,

所以去遍历然后建边,最后每次就跑残余网络,如果最大流增加了,就说明这个可以和之前的建边,否则就说明不可以,就要给它一个新柱子。

路径输出一般就是两个数组,一个tag,一个to

我的这份代码写的好搓。

#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <queue>
#include <string>
#include <cmath>
#include <vector>
#include <map>
#define inf 0x3f3f3f3f
#define inf64 0x3f3f3f3f3f3f3f3f
using namespace std;
const int maxn = 2e5 + 10;
typedef long long ll;
struct edge {
    int u, v, c, f;
    edge(int u, int v, int c, int f) :u(u), v(v), c(c), f(f) {}
};
vector<edge>e;
vector<int>G[maxn];
int level[maxn];//BFS分层,表示每个点的层数
int iter[maxn];//当前弧优化
int to[maxn], tag[maxn];
void init(int n) {
    for (int i = 0; i <= n; i++)G[i].clear();
    e.clear();
}
void addedge(int u, int v, int c) {
    e.push_back(edge(u, v, c, 0));
    e.push_back(edge(v, u, 0, 0));
    int m = e.size();
    G[u].push_back(m - 2);
    G[v].push_back(m - 1);
}
void BFS(int s)//预处理出level数组
//直接BFS到每个点
{
    memset(level, -1, sizeof(level));
    queue<int>q;
    level[s] = 0;
    q.push(s);
    while (!q.empty()) {
        int u = q.front();
        q.pop();
        for (int v = 0; v < G[u].size(); v++) {
            edge& now = e[G[u][v]];
            if (now.c > now.f && level[now.v] < 0) {
                level[now.v] = level[u] + 1;
                q.push(now.v);
            }
        }
    }
}
const int ex = 1e5;
int s, t;
int dfs(int u, int t, int f)//DFS寻找增广路
{
    if (u == t)return f;//已经到达源点,返回流量f
    for (int &v = iter[u]; v < G[u].size(); v++)
        //这里用iter数组表示每个点目前的弧,这是为了防止在一次寻找增广路的时候,对一些边多次遍历
        //在每次找增广路的时候,数组要清空
    {
        edge &now = e[G[u][v]];
        if (now.c - now.f > 0 && level[u] < level[now.v])
            //now.c - now.f > 0表示这条路还未满
            //level[u] < level[now.v]表示这条路是最短路,一定到达下一层,这就是Dinic算法的思想
        {
            int d = dfs(now.v, t, min(f, now.c - now.f));
            if (d > 0) {
                if (now.u != s&&now.v!=t) {
                    to[now.u] = now.v;
                    tag[now.v-ex] = 1;
                }
                now.f += d;//正向边流量加d
                e[G[u][v] ^ 1].f -= d;
                //反向边减d,此处在存储边的时候两条反向边可以通过^操作直接找到
                return d;
            }
        }
    }
    return 0;
}
int Maxflow(int s, int t) {
    int flow = 0;
    for (;;) {
        BFS(s);
        if (level[t] < 0)return flow;//残余网络中到达不了t,增广路不存在
        memset(iter, 0, sizeof(iter));//清空当前弧数组
        int f;//记录增广路的可增加的流量
        while ((f = dfs(s, t, inf)) > 0) {
            flow += f;
        }
    }
    return flow;
}
int main()
{
    int n, num = 0, ans = 0;
    scanf("%d", &n);
    s = 0, t = 2e5;
    memset(tag, 0, sizeof(tag));
    memset(to, -1, sizeof(to));
    while(num<=n)
    {
        ans++;
        addedge(s, ans, 1);
        addedge(ans + ex, t, 1);
        for(int i=sqrt(ans)+1;i<=sqrt(2*ans-1);i++)
        {
            // printf("i=%d u=%d v=%d\n",i, i*i - ans, ans);
            addedge(i*i - ans, ex + ans, 1);
        }
        int res = Maxflow(s, t);
        if(res==0) num++;
        // printf("ans=%d num=%d\n", ans, num);
    }
    printf("%d\n", ans - 1);
    // init(maxn);
    // for(int i=1;i<ans;i++)
    // {
    //     addedge(s, i, 1);
    //     addedge(i + ex, t, 1);
    //     for (int j = sqrt(i) + 1; j <= sqrt(2 * i - 1); j++) addedge(j*j - i, ex + i, 1);
    // }
    // memset(tag, 0, sizeof(tag));
    // memset(to, -1, sizeof(to));
    // Maxflow(s, t);
    for(int i=1;i<ans;i++)
    {
        //printf("to[%d]=%d\n", i, to[i] - ex);
        if(tag[i]==0)
        {
            // printf("i=%d\n", i);
            int x = i;
            while(1)
            {
                printf("%d ", x);
                if (to[x] == -1) break;
                x = to[x] - ex;
            }
            printf("\n");
        }
    }
    return 0;
}
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另外一种拆点拆成 x*2  x*2+1 我觉得这样挺好的,

为什么这么拆点对呢,因为拆成了一个偶数和一个奇数 不会有冲突

#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#include <queue>
#include <cmath>
#include <iostream>
#include <vector>
#define inf 0x3f3f3f3f
using namespace std;
const int  maxn = 1e5 + 10;
int s = 1e5 + 1, t = 1e5 + 2,n;
struct node
{
    int from, to, cap, flow;
    node(int from=0,int to=0,int cap=0,int flow=0):from(from),to(to),cap(cap),flow(flow){}
};
vector<node>e;
vector<int>G[maxn];
int level[maxn], iter[maxn], head[maxn];
void add(int u,int v,int c)
{
    e.push_back(node(u, v, c, 0));
    e.push_back(node(v, u, 0, 0));
    int len = e.size();
    G[u].push_back(len - 2);
    G[v].push_back(len - 1);
}

void bfs(int s)
{
    memset(level, -1, sizeof(level));
    queue<int>que;
    que.push(s);
    level[s] = 0;
    while(!que.empty())
    {
        int u = que.front(); que.pop();
        for(int i=0;i<G[u].size();i++)
        {
            node &now = e[G[u][i]];
            if(level[now.to]<0&&now.cap>now.flow)
            {
                level[now.to] = level[u] + 1;
                que.push(now.to);
            }
        }
    }
}
int to[maxn];

int dfs(int u,int v,int f)
{
    if (u == v) return f;
    for(int &i=iter[u];i<G[u].size();i++)
    {
        node &now = e[G[u][i]];
        if(now.cap>now.flow&&level[now.to]>level[u])
        {
            int d = dfs(now.to, v, min(f, now.cap - now.flow));
            if(d>0)
            {
                //printf("%d %d %d\n", d, now.to>>1, u>>1);
                if (u == s) to[0] = now.to >> 1;
                if (now.to == t) to[u >> 1] = -1;
                else to[u >> 1] = now.to >> 1;
                now.flow += d;
                e[G[u][i] ^ 1].flow -= d;
                return d;
            }
        }
    }
    return 0;
}

int max_flow()
{
    int flow = 0;
    while(1)
    {
        bfs(s);
        if (level[t] < 0) return flow;
        memset(iter, 0, sizeof(iter));
        int f;
        while ((f = dfs(s, t, inf)) > 0) flow += f;
    }
}

int main()
{
    cin >> n;
    int num = 0, cnt = 0;
    memset(head, 0, sizeof(head));
    while(num<=n)
    {
        cnt++;
        add(s, cnt << 1, 1);
        add(cnt << 1 | 1, t, 1);
        for(int i=sqrt(cnt)+1;i*i<(cnt<<1);i++)//这个是去查找有没有可以和第cnt这个球连起来的球
            //前面的i的初始化是因为这个可能被连的数一定会>0的
            //后面的限制是 i*i-now<now  所以i*i<2*cnt=cnt<<1,意思就是这个数一定在cnt之前
        {
            add((i*i - cnt) << 1, cnt << 1 | 1, 1);
        }
        int ans = max_flow();
        //cout << endl;
        if(!ans)
        {
            head[++num] = cnt;
        }
    }
    printf("%d\n", cnt - 1);
    for(int i=1;i<=n;i++)
    {
        int now = head[i];
        printf("%d ", now);
        while(to[now]!=-1&&to[now]!=0)
        {
            now = to[now];
            printf("%d ", now);
        }
        printf("\n");
    }
    return 0;
}
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