bzoj3571
传送门http://www.lydsy.com/JudgeOnline/problem.php?id=3571
题解:
——————来自伟大的thy大神 http://blog.csdn.net/thy_asdf/article/details/50382556
思路:首先看到题目的这个形式,就可以想到最小乘积生成树
这题就是要求最小乘积匹配。
对于这一类问题,我们都可以把每种方案的x之和与y之和作为它的坐标(x,y)
要让乘积最小,那么可能的方案的坐标一定在一个下凸壳上。
首先我们求出x最小的方案的坐标,再求出y最小方案的坐标
这就是凸壳的两个端点A,B。
然后考虑分治,每次找出离直线AB最远的点C,再继续处理
要使距离最远,就是使向量AB和向量AC的叉积最大
即最大化(c.x-a.x)*(b.y-a.y)-(c.y-a.y)*(b.x-a.x)
即c.x*(b.y-a.y)+c.y*(a.x-b.x) -a.x*(b.y-a.y)+a.y*(b.x-a.x)
后面的一部分是常数,不用管。
就是要使c.x*(b.y-a.y)+c.y*(a.x-b.x) 最大化
那么把A[i][j]*(b.y-a.y)+B[i][j]*(a.x-b.x) 做i匹配j的边权
跑一遍KM求出最大匹配即可得出叉积最大的匹配
对于其他的最小乘积XXX,就类似地每次跑一遍XXX的算法求出离AB最远的方案即可
直到不可以继续细分下去就返回两端点的匹配较小的一个即可
虽然可以通过把所有方案构造在凸壳上卡掉这个算法,但随机情况下还是很快的
顺带复习一下KM算法。
KM算法使用来求完备匹配时的最大权匹配,就是所有的x都匹配到一个y,所有y都匹配到一个x
每个点都有一个顶标lx[i],ly[i],设ij匹配的权值为g[i][j]
那么要一直满足任意的一组顶标lx[i]+ly[j]>=g[i][j]
把所有lx[i]+ly[j]==g[i][j]的边拿出来之后的图,如果有完备匹配
那这个完备匹配就一定是最大权匹配。
简单理解就是这个匹配的权值此时一定是所有顶标的和
对于有不在新图中的边(a,b)的另一个匹配
因为g[a][b]<lx[a]+ly[b],所以这个匹配的权值要更小。
lx[i]初值设为max(g[i][j]),ly[i]初值设为0,就满足顶标的条件
然后我们要修改顶标权值,使之在满足条件的前提下,让更多的边进入新图中,才有可能得到一个完备匹配
把所有在当前新图中的匹配中的x的顶标lx[x]减去d,把所有在当前新图中的匹配中的y的顶标加上d
但我们还要满足lx[i]+ly[j]>=g[i][j]
所以d应该取不在当前匹配的y中的min(lx[x]+ly[y]-g[x][y])(x与y有边),这才可以使改变d后的图满足lx[i]+ly[j]>=g[i][j]
那么为什么这样会有新边增加?
对于边(x,y)
1.x,y都在当前匹配lx[x]-=d,ly[y]+=d和不变,原来在新图中,现在还在新图中;
2.x在,y不在,lx[x]-=d,ly[y]不变,原来不在新图中,现在和减小了,可能出现在新图中;
3.x不在,y在,lx[x]不变,ly[y]+=d,原来不在新图中,现在和变大了,不会进入新图中;
4.xy都不在,那么lx[x],ly[y]都不变,原来不在新图中,现在也不在新图中。
所以只有2会产生新边,不会有边消失,那么新图的边数会越来越大,直到找到一个完备匹配。
代码:
#include<iostream>
#include<cstring>
#include<cstdio>
#define inf 0x7fffffff
struct
poi{
int
x,y;}le,ri;
int
lx[75],ly[75],sla[75];
int
g[75][75],a[75][75],b[75][75],f[75];
int
n;
bool
vx[75],vy[75];
bool
operator ==(poi a,poi b){
return
a.x==b.x&&a.y==b.y;}
using
namespace
std;
bool
dfs(
int
x)
{
vx[x]=
true
;
for
(
int
y=1; y<=n; y++)
{
if
(!vy[y])
{
int
t=lx[x]+ly[y]-g[x][y];
if
(!t)
{
vy[y]=
true
;
if
(!f[y]||dfs(f[y]))
{
f[y]=x;
return
true
;
}
}
else
sla[y]=min(sla[y],t);
}
}
return
false
;
}
poi km()
{
memset
(lx,0,
sizeof
(lx));
memset
(ly,0,
sizeof
(ly));
memset
(f,0,
sizeof
(f));
for
(
int
i=1; i<=n; i++)
for
(
int
j=1; j<=n; j++) lx[i]=max(lx[i],g[i][j]);
for
(
int
x=1; x<=n; x++)
{
memset
(sla,63,
sizeof
(sla));
while
(
true
)
{
memset
(vx,0,
sizeof
(vx));
memset
(vy,0,
sizeof
(vy));
if
(dfs(x))
break
;
int
d=inf;
for
(
int
i=1; i<=n; i++)
if
(!vy[i]) d=min(d,sla[i]);
for
(
int
i=1; i<=n; i++)
{
if
(vx[i]) lx[i]-=d;
if
(vy[i]) ly[i]+=d;
}
}
}
poi ans=(poi) {0,0};
for
(
int
i=1; i<=n; i++) ans.x+=a[f[i]][i], ans.y+=b[f[i]][i];
return
ans;
}
int
slove(poi l,poi r)
{
for
(
int
i=1; i<=n; i++)
for
(
int
j=1; j<=n; j++) g[i][j]=a[i][j]*(r.y-l.y)+b[i][j]*(l.x-r.x);
poi mid=km();
if
(l==mid||r==mid)
return
min(l.x*l.y,r.x*r.y);
else
return
min(slove(l,mid),slove(mid,r));
}
int
main()
{
int
t;
scanf
(
"%d"
,&t);
for
(
int
z=1; z<=t; z++)
{
scanf
(
"%d"
,&n);
for
(
int
i=1; i<=n; i++)
for
(
int
j=1; j<=n; j++)
scanf
(
"%d"
,&a[i][j]);
for
(
int
i=1; i<=n; i++)
for
(
int
j=1; j<=n; j++)
scanf
(
"%d"
,&b[i][j]);
for
(
int
i=1; i<=n; i++)
for
(
int
j=1; j<=n; j++) g[i][j]=-a[i][j];le=km();
for
(
int
i=1; i<=n; i++)
for
(
int
j=1; j<=n; j++) g[i][j]=-b[i][j];ri=km();
printf
(
"%d\n"
,slove(le,ri));
}
}
这样是O(n^4)的,所以有一个优化,记录一个slack数组 slack[y]=min(lx[x]+ly[y]-g[x][y])(x与y有边)
每次求d就只要对不在匹配中的y的slack取min即可
bzoj3571————2016——3——12(最小乘积匹配)
原文:http://www.cnblogs.com/HQHQ/p/5272434.html