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poj2516-經典最小費用最大流-有點難度

編輯:C++入門知識

題目意思,這個理解起來就很費勁
       有N個供給商,M個雇主,K種物品。每個供給商對每種物品的的供給量已知,每個雇主對每種物品的需求量的已知,從不同的供給商輸送不同的貨物到不同的雇主手上需要不同的花費,又已知從供給商Mj送第kind種貨物的單位數量到雇主Ni手上所需的單位花費。
問:供給是否滿足需求?若是滿足,最小運費是多少?
樣例解釋

算法分析
1、供給是否滿足需求
      首先我們要看供給是否滿足需求,要求最小費用,必須先滿足供給大於等於需求才可以。我們必須求出第k種貨物的總供給量和總消費量。如果有一種貨物的消費量大於供給量,那麼直接輸出-1,不過記住要先將題目的輸入讀完,否則wa到死。然後只有供給大於需求,才能找出最小值,也一定能找到最小值。
2、 最小費用最大流
       從題目明顯看出由於是n個人,所以死多源點多匯點的最小費用最大流。但是其實題目已經給出了提示,後面是k個N*M的矩陣,其實就是想讓我們先計算每一種貨物的最小費用,然後求和即可。通過分析很容易發現,這k中貨物的最小費用好不想干,不會相互影響。
3、 那麼如何建圖呢
       源點s和匯點t,定義各點編號如下:源點s編號為0,供給商編號從1到M,雇主編號從M+1到M+N,匯點t編號為M+N+1。總結點數nmax=M+N+2,申請每條邊的“花費”空間map[nMax][ nMax]和“容量”空間cap[nMax][ nMax],並初始化為全0。源點s向所有供給商M建邊,費用為0,容量為供給商j的供給量。
       每個供給商都向每個雇主建邊,正向弧費用為輸入數據的第k個矩陣,容量為供給商j的供給量;反向弧費用為正向弧費用的負數,容量為0。
        所有雇主向匯點t建邊,費用為0,容量為雇主i的需求量。     
4、算法實現
       對於第k種物品的圖,用spfa算法求解最小費用路徑(增廣流鏈),在這條路徑上求出流量的最小值,其實也是最大的流量,然後在路徑上正向減去此流量,反向加上此流量,費用為單價乘以此流量。
 
代碼:
[cpp] 
#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 
#include <string.h> 
#define nMax 300 
#define inf 0x7fffffff 
#define Min(a,b) (a<b?a:b) 
 
int map[nMax][nMax];//map[i][j]表示對於每種k物品從i運輸到j所花費的錢 
int vis[nMax];//表示i是否用過 
int cap[nMax][nMax];//表示i到j的最大通貨量 
int dis[nMax];//到i的距離 
int que[nMax];//隊列 
int pre[nMax];//保存每一條最短增流路 
int num,ans;//num-最後的匯點,ans最終的答案 
 
int spfa()//spfa求最短路徑,dijstra不允許有負權,所以這裡使用spfa 

    int i,k; 
    int head,tail; 
    memset(vis, 0, sizeof(vis)); 
    for (i = 0; i <= num; ++ i) 
    { 
        dis[i] = inf; 
    } 
    dis[0] = 0; 
    vis[0] = 1; 
    head = tail = 0; 
    que[0] = 0; 
    tail ++; 
    while (head < tail) 
    { 
        k = que[head]; 
        vis[k] = 0; 
        for (i = 0; i <= num; ++ i) 
        { 
            if (cap[k][i] && dis[i] > dis[k] + map[k][i])//如果k到i還有量,表明還可以增流,那麼就求最短路 
            { 
                dis[i] = dis[k] + map[k][i]; 
                pre[i] = k; 
                if (!vis[i]) 
                { 
                    vis[i] = 1; 
                    que[tail ++] = i; 
                } 
            } 
        } 
        head ++; 
    } 
    if (dis[num] < inf) 
    { 
        return 1; 
    } 
    return 0; 

 
void end() 

    int i, sum = inf; 
    for (i = num; i!= 0; i = pre[i])//找到可以增加的最大的流,是整條最短路上的最小流 
    { 
        sum = Min(sum, cap[pre[i]][i]); 
    } 
    for (i = num; i != 0; i = pre[i]) 
    { 
        cap[pre[i]][i] -= sum;//正向減去增加的流 
        cap[i][pre[i]] += sum;//逆向加上增加的流 
        ans += map[pre[i]][i] * sum;//計算本次的花費,實際上就是從place pre[i]到第i個人對於當前種類的物品所花費的錢 
    } 

 
int main() 

    int N,M,K,i,j,k; 
    int need[nMax][nMax]; 
    int needk[nMax]; 
    int have[nMax][nMax]; 
    int havek[nMax]; 
    int flag; 
    while (scanf("%d %d %d", &N, &M, &K), N) 
    { 
        memset(needk, 0, sizeof(needk)); 
        for (i = 1; i <= N; ++ i) 
        { 
            for (j = 1; j <= K; ++ j) 
            { 
                scanf("%d", &need[i][j]); 
                needk[j]  += need[i][j];//求出每種貨物最大的需求量 
            } 
        } 
        memset(havek, 0, sizeof(havek)); 
        for (i = 1; i <= M; ++ i) 
        { 
            for (j = 1; j <= K; ++ j) 
            { 
                scanf("%d", &have[i][j]); 
                havek[j] += have[i][j];//計算出所有地方能提供出每種貨物的最大量 
            } 
        } 
        flag = 1; 
        for (i = 1; i <= K; ++ i) 
        { 
            if (needk[i] > havek[i])//如果有物品供給不足,那麼肯定不能完成運送 
            { 
                flag = 0; 
                break; 
            } 
        } 
        ans = 0; 
        num = N + M + 1; 
        for (k = 1; k <= K; ++ k)//計算每種貨物的最小花費,然後求和 
        { 
            memset(cap, 0, sizeof(cap)); 
            memset(map, 0, sizeof(map)); 
            for (i = 1; i <= N; ++ i) 
            { 
                for (j = 1; j <= M; ++ j) 
                { 
                    scanf("%d", &map[j][M + i]);//將N個人映射到M+1-M+N區間上,這樣方便建圖,map j到M+i就是從地方j運送到人i的花費 
                    map[M + i][j] = -map[j][M + i]; 
                    cap[j][M + i] = have[j][k];//j到i的量是第k種貨物的在place j的最大的量 
                    cap[M + i][j] = 0; 
                } 
            } 
            if (!flag) 
            { 
                continue; 
            } 
            for (i = 1; i <= M; ++ i) 
            { 
                cap[0][i] = have[i][k];//源點到place i其實也設為第k中貨物在place i的量 
                map[0][i] = map[i][0] = 0;//從原點到i花費為0 
            } 
            for (i = 1; i <= N; ++ i) 
            { 
                cap[M + i][num] = need[i][k];//從人i到匯點的量設為第i個人對第k種貨物的需求量。 
                map[M + i][num] = map[num][M + i] = 0; 
            } 
            while (spfa())//求第k種貨物的最小花費 
            { 
                end(); 
            } 
             
        } 
        if (flag) 
        { 
            printf("%d\n", ans); 
        } 
        else 
            printf("-1\n"); 
    } 
    return 0; 

 
 

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