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UVA 1658 - 海軍上將 (最小費用流+拆點)

題目連結:https://vjudge.net/problem/UVA-1658

思路:拆點+最小費用流。這裡的拆點法是解決網路流限制點的常用辦法,因為如果直接刪除點,會影響很多邊,所以對每個非源點匯點的節點,將其拆成兩個節點,一個真節點,一個假節點,並在節點中建邊,容量為1,如果這條邊滿載了,說明這個真節點被訪問了,就可以通過限制邊來限制點了,所以最後再跑一遍從1到n的流量為2的最小費用流就行。還是比較經典的一道題,值得回味。

#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <vector>
#include <queue>
using namespace std;

const int maxn=3*1000+5;
const int maxm=10010;
const int INF=0x3f3f3f3f;

typedef long long ll;

struct Edge
{
    int from,to,cap,flow,cost;
    Edge(int u,int v,int c,int f,int cost):from(u),to(v),cap(c),flow(f),cost(cost){}
};

//最小費用流
struct MCMF
{
    vector<int>G[maxn];
    vector<Edge>edges;
    int inq[maxn];//在佇列中
    int d[maxn];//bellman—Ford
    int p[maxn];//上一條弧
    int a[maxn];//可改進量

    void init(int n)
    {
        for(int i=1;i<=n;i++)G[i].clear();
        edges.clear();
    }

    void add_edges(int from,int to,int cap,int cost)
    {
        edges.push_back(Edge(from,to,cap,0,cost));
        edges.push_back(Edge(to,from,0,0,-cost));
        int m=edges.size();
        G[from].push_back(m-2);
        G[to].push_back(m-1);
    }

    //最短路增廣
    bool bellmanFord(int s,int t,int &flow,ll &cost)
    {
        for(int i=0;i<maxn;i++)d[i]=INF;
        memset(inq,0,sizeof(inq));
        d[s]=0;
        inq[s]=1;
        p[s]=0;
        a[s]=INF;
        queue<int>Q;
        Q.push(s);
        while(!Q.empty())
        {
            int u=Q.front();Q.pop();
            inq[u]=0;
            for(int i=0;i<G[u].size();i++)
            {
                Edge &e=edges[G[u][i]];
                if(e.cap>e.flow&&d[e.to]>d[u]+e.cost)
                {
                    d[e.to]=d[u]+e.cost;
                    p[e.to]=G[u][i];
                    a[e.to]=min(a[u],e.cap-e.flow);
                    if(!inq[e.to])
                    {
                        Q.push(e.to);
                        inq[e.to]=1;
                    }
                }
            }
        }
        if(d[t]==INF)return false;//s-t不連通
        flow+=a[t];
        cost+=(ll)d[t]*(ll)a[t];
        for(int u=t;u!=s;u=edges[p[u]].from)
        {
            edges[p[u]].flow+=a[t];
            edges[p[u]^1].flow-=a[t];
        }
        return true;
    }

    //主過程
    int mincost(int s,int t,ll &cost)
    {
        int flow=0;
        cost=0;
        while(bellmanFord(s,t,flow,cost));
        return flow;
    }

};
MCMF mcmf;

int main() {
    int n,m;
    while(scanf("%d%d",&n,&m)!=EOF)
    {
        if(n==0)break;
        mcmf.init(n*2);
        for(int i=2;i<=n-1;i++)
            mcmf.add_edges(i,i+n,1,0);
        mcmf.add_edges(1,n+1,2,0);
        mcmf.add_edges(n,n*2,2,0);
        for(int i=0;i<m;i++)
        {
            int u,v,cost;
            scanf("%d%d%d",&u,&v,&cost);
            mcmf.add_edges(u+n,v,1,cost);//用假節點連線真節點
        }
        ll ans;
        mcmf.mincost(1,2*n,ans);
        printf("%lld\n",ans);
    }
    return 0;
}