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[CQOI2012]交換棋子,洛谷P3159,最小費用最大流

正題

      題目連結

      兩個很顯然的性質:

      1.我們只會交換兩個顏色不同的棋子。

      2.如果路上有棋子,那麼這條路肯定沒有前面的棋子走優。

      那麼,就相當於黑棋經過一堆白棋走到一個白棋。

      我們來考慮交換問題。

      除了一條交換路徑的頭尾交換一次之外,每個點都要被交換兩次。

      怎麼解決?

      解法十分顯然,拆三個點a,b,c,a向b連邊,b向c連邊我們規定從起點從b出發,終點在b結束,那麼消耗的流量就是所消耗的交換次數。

      a,b,c連邊的流量怎麼設定呢?

      很容易想到,兩條邊各取[\frac{c}{2}]

      我們再來考慮頭尾的交換。

      那些一開始為黑,最後為白的點肯定要把這個點釋放出去,那麼我們先優先給出邊bc流量加1。

      那些一開始為白,最後為黑的點肯定要獲得一個黑點,那麼我們先優先給入邊ac流量加1.

       剩下的除以2均攤就可以了,因為一個黑點只會經過這裡,不會停在這裡,除以2帶來的價值是最大的。

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

int n,m;
char st[25][25],ed[25][25],p[25][25];
struct edge{
	int x,y,next,c,cos;
}s[50010];
int begin,end,len=1;
int fx[8]={-1,-1,-1,0,0,1,1,1};
int fy[8]={-1,0,1,-1,1,-1,0,1};
int ans=0;
int d[1210],last[1210],mmin[1210],first[1210];
bool tf[1210];
queue<int> f;

void ins(int x,int y,int c,int cos){
	len++;s[len]=(edge){x,y,first[x],c,cos};first[x]=len;
	len++;s[len]=(edge){y,x,first[y],0,-cos};first[y]=len;
}

bool SPFA(int&flow,int&cost){
	mmin[begin]=1e9;
	memset(d,63,sizeof(d));d[begin]=0;
	memset(tf,false,sizeof(tf));tf[begin]=true;
	f.push(begin);
	while(!f.empty()){
		int x=f.front();f.pop();tf[x]=false;
		for(int i=first[x];i!=0;i=s[i].next){
			int y=s[i].y;
			if(d[y]>d[x]+s[i].cos && s[i].c>0){
				d[y]=d[x]+s[i].cos;
				last[y]=i;
				mmin[y]=min(mmin[x],s[i].c);
				if(!tf[y]){
					tf[y]=true;
					f.push(y);
				}
			}
		}
	}
	if(d[end]==d[end+1]) return false;
	flow+=mmin[end];
	cost+=mmin[end]*d[end];
	int now=end;
	while(now!=begin){
		s[last[now]].c-=mmin[end];s[last[now]^1].c+=mmin[end];
		now=s[last[now]].x;
	}
	return true;
}

void MCMF(){
	int flow=0,cost=0;
	while(SPFA(flow,cost));
	if(flow==ans) printf("%d\n",cost);
	else printf("-1");
}

int main(){
	scanf("%d %d",&n,&m);
	int data,temp,t,x,y;
	begin=0;end=(data=n*m)*3+1;
	for(int i=1;i<=n;i++) scanf("%s",st[i]+1);
	for(int i=1;i<=n;i++) scanf("%s",ed[i]+1);
	for(int i=1;i<=n;i++) scanf("%s",p[i]+1);
	for(int i=1;i<=n;i++)
		for(int j=1;j<=m;j++){
			temp=(i-1)*m+j,t=p[i][j]-'0';
			if(st[i][j]==ed[i][j]) ins(temp,temp+data,t/2,0),ins(temp+data,temp+data+data,t/2,0);
			else if(st[i][j]=='0'){
				ins(begin,temp+data,1,0);
				ins(temp,temp+data,t/2,0);ins(temp+data,temp+data+data,(t+1)/2,0);
			}
			else{
				ins(temp+data,end,1,0);ans++;
				ins(temp,temp+data,(t+1)/2,0);ins(temp+data,temp+data+data,t/2,0);
			}
			for(int k=0;k<8;k++){
				x=i+fx[k],y=j+fy[k];
				if(x>=1 && x<=n && y>=1 && y<=m);else continue;
				t=(x-1)*m+y;
				ins(temp+data+data,t,1e9,1);
			}
		}
	MCMF();
}