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[SDOI2015]星际战争 题解

[SDOI2015]星际战争 题解

题目地址:洛谷:【P3324】[SDOI2015]星际战争 – 洛谷、BZOJ:Problem 3993. — [SDOI2015]星际战争

题目描述

3333年,在银河系的某星球上,X军团和Y军团正在激烈地作战。
在战斗的某一阶段,Y军团一共派遣了N个巨型机器人进攻X军团的阵地,其中第i个巨型机器人的装甲值为Ai。当一个巨型机器人的装甲值减少到0或者以下时,这个巨型机器人就被摧毁了。
X军团有M个激光武器,其中第i个激光武器每秒可以削减一个巨型机器人Bi的装甲值。激光武器的攻击是连续的。
这种激光武器非常奇怪,一个激光武器只能攻击一些特定的敌人。Y军团看到自己的巨型机器人被X军团一个一个消灭,他们急需下达更多的指令。
为了这个目标,Y军团需要知道X军团最少需要用多长时间才能将Y军团的所有巨型机器人摧毁。但是他们不会计算这个问题,因此向你求助。

输入输出格式

输入格式:
第一行,两个整数,N、M。第二行,N个整数,A1、A2…AN。第三行,M个整数,B1、B2…BM。接下来的M行,每行N个整数,这些整数均为0或者1。这部分中的第i行的第j个整数为0表示第i个激光武器不可以攻击第j个巨型机器人,为1表示第i个激光武器可以攻击第j个巨型机器人。

输出格式:
一行,一个实数,表示X军团要摧毁Y军团的所有巨型机器人最少需要的时间。输出结果与标准答案的绝对误差不超过10-3即视为正确。

输入输出样例

输入样例#1:

2 2
3 10
4 6
0 1
1 1

输出样例#1:

1.300000

说明

【样例说明1】
战斗开始后的前0.5秒,激光武器1攻击2号巨型机器人,激光武器2攻击1号巨型机器人。1号巨型机器人被完全摧毁,2号巨型机器人还剩余8的装甲值;
接下来的0.8秒,激光武器1、2同时攻击2号巨型机器人。2号巨型机器人被完全摧毁。
对于全部的数据,1<=N, M<=50,1<=Ai<=10510^5105 ,1<=Bi<=1000,输入数据保证X军团一定能摧毁Y军团的所有巨型机器人

题解

这个问题本身很难办,因为一个武器无法同时攻击多个目标,这一点在常规的网络流算法中难以控制。既然如此,我们考虑转换为判定问题,判断所给时间内是否能打败。这个我们可以用最大流跑,建一个源→武器→机器人→汇的图,其中源→武器的容量为武器在这段时间内的攻击输出(即t \cdot B_i),机器人→汇的容量为机器人的装甲值。只要汇点可以满流,就说明可以打败。
至于精度问题,要求1e-3的误差,那么扩大1e4倍即可解决问题。

代码

// Code by KSkun, 2018/4
#include <cstdio>
#include <cstring>

#include <algorithm>
#include <queue>

typedef long long LL;

const int MAXN = 105, MAXM = 500005;
const LL INF = 1e15;
const double EPS = 1e-6;

struct Edge {
    int to; 
    LL cap;
    int nxt;
} gra[MAXM << 1];
int head[MAXN], tot;

inline void addedge(int u, int v, LL cap) {
    gra[tot] = Edge {v, cap, head[u]}; head[u] = tot++;
    gra[tot] = Edge {u, 0, head[v]}; head[v] = tot++;
}

inline void init() {
    memset(head, -1, sizeof(head));
    tot = 0;
}

int level[MAXN];
bool vis[MAXN];
std::queue<int> que;

inline bool bfs(int s, int t) {
    memset(level, -1, sizeof(level));
    level[s] = 0; que.push(s);
    while(!que.empty()) {
        int u = que.front(); que.pop();
        for(int i = head[u]; ~i; i = gra[i].nxt) {
            int v = gra[i].to;
            if(level[v] == -1 && gra[i].cap > 0) {
                level[v] = level[u] + 1;
                que.push(v);
            }
        }
    }
    return level[t] != -1;
}

inline LL dfs(int u, int t, LL left) {
    if(left == 0 || u == t) return left;
    vis[u] = true;
    LL flow = 0;
    for(int i = head[u]; ~i; i = gra[i].nxt) {
        int v = gra[i].to;
        if(!vis[v] && gra[i].cap > 0 && level[v] == level[u] + 1) {
            int d = dfs(v, t, std::min(left, gra[i].cap));
            if(d > 0) {
                gra[i].cap -= d; gra[i ^ 1].cap += d;
                flow += d; left -= d;
                if(left == 0) {
                    level[u] = -1;
                    return flow;
                }
            }
        }
    }
    return flow;
}

inline LL dinic(int s, int t) {
    LL flow = 0;
    while(bfs(s, t)) {
        memset(vis, 0, sizeof(vis));
        LL f;
        while(f = dfs(s, t, INF)) {
            flow += f;
        }
    }
    return flow;
}

LL n, m, a[MAXN], b[MAXN], S, T, sum;
bool canatt[MAXN][MAXN];

inline bool check(LL mid) {
    init();
    for(int i = 1; i <= n; i++) {
        addedge(S, i, a[i]);
    }
    for(int i = 1; i <= m; i++) {
        addedge(i + n, T, b[i] * mid);
    }
    for(int i = 1; i <= m; i++) {
        for(int j = 1; j <= n; j++) {
            if(canatt[i][j]) addedge(j, i + n, INF);
        }
    }
    LL flow = dinic(S, T);
    return flow >= sum;
}

int main() {
    scanf("%lld%lld", &n, &m);
    S = n + m + 1; T = S + 1;
    for(int i = 1; i <= n; i++) {
        scanf("%lld", &a[i]);
        a[i] *= 1e4;
        sum += a[i];
    }
    for(int i = 1; i <= m; i++) {
        scanf("%lld", &b[i]);
    }
    for(int i = 1; i <= m; i++) {
        for(int j = 1; j <= n; j++) {
            scanf("%d", &canatt[i][j]);
        }
    }
    LL l = 0, r = 1e9, mid;
    while(r - l > 1) {
        mid = (l + r) >> 1; 
        if(check(mid)) r = mid; else l = mid;
    }
    printf("%.4lf", r / 1e4);
    return 0;
}
[HNOI2009]最小圈 题解

[HNOI2009]最小圈 题解

题目地址:洛谷:【P3199】[HNOI2009]最小圈 – 洛谷、BZOJ:Problem 1486. — [HNOI2009]最小圈

题目描述

换句话说就是找图中的环使得环上的边权的平均数最小。

输入输出格式

输入格式:
n, m
u, v, w

输出格式:
答案。

输入输出样例

输入样例#1:

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

输出样例#1:

3.66666667

输入样例#2:

2 2
1 2 -2.9
2 1 -3.1

输出样例#2:

-3.00000000

说明

n<=3000, m<=10000

题解

我们先考虑直接找环求平均数是不太可行的,因为图上环可以很多,边数的数据范围不允许平方。但是如果我们有一个数,我们可以验证是否存在满足平均数比这个数大/小的环。
具体而言,我们用看上去很快的被称为DFS-SPFA的东西跑一遍,跑的时候dis数组全部初值为0,边权减掉我们固定的那个数,然后判负环即可。存在负环==存在平均数比这个数小的环。那么外面套个二分答案即可。

代码

// Code by KSkun, 2018/3
#include <cstdio>
#include <cstring>

#include <vector>
#include <algorithm>

typedef long long LL;

const int MAXN = 3005;
const double EPS = 1e-10;

struct Edge {
    int to;
    double w;
};

std::vector<Edge> gra[MAXN];
int n, m, ut, vt;
double wt, dis[MAXN];
bool vis[MAXN];

inline bool dfs(int u, double x) {
    vis[u] = true;
    for(int i = 0; i < gra[u].size(); i++) {
        int v = gra[u][i].to;
        if(dis[v] > dis[u] + gra[u][i].w - x + EPS) {
            if(vis[v]) return true;
            dis[v] = dis[u] + gra[u][i].w - x;
            if(dfs(v, x)) return true;
        }
    }
    vis[u] = false;
    return false;
}

inline bool check(double x) {
    memset(vis, 0, sizeof(vis));
    memset(dis, 0, sizeof(dis));
    for(int i = 1; i <= n; i++) {
        if(vis[i]) continue;
        // dfs returns true represents that there is a negative circle
        if(dfs(i, x)) return true;
    }
    return false;
}

int main() {
    scanf("%d%d", &n, &m);
    for(int i = 1; i <= m; i++) {
        scanf("%d%d%lf", &ut, &vt, &wt);
        gra[ut].push_back(Edge{vt, wt});
    }
    double l = -1e5, r = 1e5;
    while(r - l > EPS) {
        double mid = (l + r) / 2;
        if(check(mid)) r = mid; else l = mid;
    }
    printf("%.8lf", r);
    return 0;
}
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