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【最小乘積生成樹詳解】【BZOJ2395】

題意:設每個點有x,y兩個權值,求一棵生成樹,使得sigma(x[i])*sigma(y[i])最小。

設每棵生成樹為座標系上的一個點,sigma(x[i])為橫座標,sigma(y[i])為縱座標。

則問題轉化為求一個點,使得xy=k最小。即,使過這個點的反比例函式y=k/x最接近座標軸。

步驟:

Step1:求得分別距x軸和y軸最近的生成樹(點):AB(分別按x權值和y權值做最小生成樹即可)。

Step2:尋找一個在AB的靠近原點一側的且離AB最遠的生成樹C,試圖更新答案。

【怎麼找????

——由於CAB最遠,所以SABC面積最大。

向量AB=B.x - A.x , B.y - A.y

向量AC= (C.x - A.x , C.y - A.y)

向量ABAC的叉積(的二分之一)SABC的面積(只不過叉積是有向的,是負的,所以最小化這個值,即為最大化面積)。

最小化:(B.x-A.x)*(C.y-A.y)-(B.y-A.y)*(C.x-A.x)

=(B.x-A.x)*C.y+(A.y-B.y)*C.x  -  A.y*(B.x-A.x)+A.x*(B.y-A.y)/*粗體為常數,不要管*/

所以將每個點的權值修改為 y[i]*(B.x-A.x)+(A.y-B.y)*x[i] 做最小生成樹,找到的即是C。】

Step3:遞迴地分別往ACBC靠近原點的一側找。遞迴邊界:該側沒有點了

(即叉積大於等於零)

#include<cstdio>
#include<algorithm>
#include<cstring>
using namespace std;
int res;
char c;
inline int Get()
{
    res=0;
    c='*';
    while(c<'0'||c>'9')
      c=getchar();
    while(c>='0'&&c<='9')
      {
        res=res*10+(c-'0');
        c=getchar();
      }
    return res;
}
struct Edge{int u,v,c,t,w;void read(){u=Get();v=Get();c=Get();t=Get();}};
struct Point{int x,y;Point(const int &A,const int &B){x=A;y=B;}Point(){}};
typedef Point Vector;
typedef long long LL;
Vector operator - (const Point &a,const Point &b){return Vector(a.x-b.x,a.y-b.y);}
int Cross(Vector A,Vector B){return A.x*B.y-A.y*B.x;}
bool operator < (const Edge &a,const Edge &b){return a.w<b.w;}
Edge edges[10001];
int n,m,rank[201],fa[201];
Point ans=Point(1000000000,1000000000),minc,mint;
inline void init()
{
	memset(rank,0,sizeof(rank));
    for(int i=0;i<n;i++)
      fa[i]=i;
}
int findroot(int x) 
{
    if(fa[x]==x)
	  return x;
    int t=findroot(fa[x]);
    fa[x]=t;
    return t;
}
inline void Union(int U,int V)
{
    if(rank[U]<rank[V])
      fa[U]=V;
	else
	  {
        fa[V]=U;
        if(rank[U]==rank[V])
		  rank[U]++;
      }
}
inline Point Kruscal()
{
	int tot=0;
	Point now=Point(0,0);
	init();
	for(int i=1;i<=m;i++)
	  {
	  	int U=findroot(edges[i].u),V=findroot(edges[i].v);
	  	if(U!=V)
	  	  {
	  	  	Union(U,V);
	  	  	tot++;
	  	  	now.x+=edges[i].c;
	  	  	now.y+=edges[i].t;
	  	  	if(tot==n-1)
	  	  	  break;
	  	  }
	  }
	LL Ans=(LL)ans.x*ans.y,Now=(LL)now.x*now.y;
	if( Ans>Now || (Ans==Now&&now.x<ans.x) )
	  ans=now;
	return now;
}
void Work(Point A,Point B)
{
	for(int i=1;i<=m;i++)
	  edges[i].w=edges[i].t*(B.x-A.x)+edges[i].c*(A.y-B.y);
	sort(edges+1,edges+m+1);
	Point C=Kruscal();
	if(Cross(B-A,C-A)>=0)
	  return;
	Work(A,C);
	Work(C,B);
}
int main()
{
	scanf("%d%d",&n,&m);
	for(int i=1;i<=m;i++)
	  edges[i].read();
	for(int i=1;i<=m;i++)
	  edges[i].w=edges[i].c;
	sort(edges+1,edges+m+1);
	minc=Kruscal();
	for(int i=1;i<=m;i++)
	  edges[i].w=edges[i].t;
	sort(edges+1,edges+m+1);
	mint=Kruscal();
	Work(minc,mint);
	printf("%d %d\n",ans.x,ans.y);
	return 0;
}