[2019多校联考(Round 6 T3)]脱单计划 (费用流)

Posted 2020-11-15 birchtree

[2019多校联考(Round 6 T3)]脱单计划 (费用流)

题面

你是一家相亲机构的策划总监，在一次相亲活动中，有 n 个小区的若干男士和 n个小区的若干女士报名了这次活动，你需要将这些参与者两两匹配（只能男生和 女生相匹配），每个小区都提供了自己的地址，用二维平面上的坐标(x,y)来表示，若 A 男所在小区的地址为（x1，y1），B 女所在小区的地址为（x2，y2），由“距离产生美”可得，A 男不 B 女匹配的亲密值为他们的曼哈顿距离|x1-x2|+|y1-y2|，现在要求你确定一种匹配方案使得总亲密值最大（每位男士只能匹配一位女士，每位女士也只能匹配一位男士）

分析

此题和[AGC 034D]Manhattan Max Matching几乎一模一样

小区之间两两连容量无穷，费用为两点间曼哈顿距离的边，原点到男士所在小区连容量为该小区男士数量，费用为0的边。女士所在小区到汇点同理。这样显然是会超时的。

考虑简化的情况，如果费用为(x_1-x_2+y_1-y_2),那么可以建一个辅助点u，((x_1,y_1))男士对应的点向u连费用为(x_1+y_1)的边，u向女士((x_2,y_2))连费用为(-x_2-y_2)的边。跑费用流的时候费用叠加，就得到了(x_1-x_2+y_1-y_2)。这样连边的边数是(O(n))的

有绝对值符号怎么办。把绝对值按符号拆成4种情况。(|x_1-x_2|+|y_1-y_2|=max(x_1-x_2+y_1-y_2,x_2-x_1+y_1-y_2,x_1-x_2+y_2-y_1,x_2-x_1+y_2-y_1))

建4个辅助点对应4种情况，每个点都像上面那样连边。

由于是最大费用，跑出来的是4种情况最大值，恰好就是曼哈顿距离取了绝对值符号后的结果。

代码

#include<iostream>
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>
#include<ctime>
#include<cstdlib> 
#include<queue>
#define INF 0x3f3f3f3f3f3f3f3f 
#define maxn 10000
#define maxm 3000000 
using namespace std;
typedef long long ll;
int n,m;
inline void qread(int& x){
    x=0;
    int sign=1;
    char c=getchar();
    while(c<'0'||c>'9'){
        if(c=='-') sign=-1;
        c=getchar();
    }
    while(c>='0'&&c<='9'){
        x=x*10+c-'0';
        c=getchar();
    }
    x=x*sign;
}
inline void qread(ll& x){
    x=0;
    int sign=1;
    char c=getchar();
    while(c<'0'||c>'9'){
        if(c=='-') sign=-1;
        c=getchar();
    }
    while(c>='0'&&c<='9'){
        x=x*10+c-'0';
        c=getchar();
    }
    x=x*sign;
}

struct node{
    ll x;
    ll y;
    int c;
}a[maxn+5],b[maxn+5];
    
inline ll get_dist(node p,node q){
    return abs(p.x-q.x)+abs(p.y-q.y);
}





namespace network_flow{
    struct edge{
        int from;
        int to;
        int next;
        ll flow;
        ll cost;
    }E[maxm+5];
    int head[maxn+5]; 
    int sz=1;
    void add_edge(int u,int v,ll w,ll c){
#ifdef DEBUG
//      printf("%d->%d vol=%lld cost=%lld
",u,v,w,c);  
#endif
        c=-c;
        sz++;
        E[sz].from=u;
        E[sz].to=v;
        E[sz].flow=w;
        E[sz].cost=c;
        E[sz].next=head[u];
        head[u]=sz;
        sz++;
        E[sz].from=v;
        E[sz].to=u;
        E[sz].flow=0;
        E[sz].cost=-c;
        E[sz].next=head[v];
        head[v]=sz;
    }
    
    bool inq[maxn+5];
    int pre[maxn+5]; 
    ll minf[maxn+5];
    ll dist[maxn+5]; 
    bool spfa(int s,int t){
        for(int i=s;i<=t;i++){
            inq[i]=0;
            pre[i]=0;
            dist[i]=INF;
            minf[i]=INF;
        } 
        queue<int>q;
        q.push(s);
        inq[s]=1;
        dist[s]=0;
        while(!q.empty()){
            int x=q.front();
            q.pop();
            inq[x]=0;
            for(int i=head[x];i;i=E[i].next){
                int y=E[i].to;
                if(E[i].flow&&dist[y]>dist[x]+E[i].cost){
                    dist[y]=dist[x]+E[i].cost;
                    pre[y]=i;
                    minf[y]=min(minf[x],E[i].flow);
                    if(!inq[y]){
                        q.push(y);
                        inq[y]=1;
                    }
                }
            }
        }
        return dist[t]!=INF;
    }
    void update(int s,int t){
        int x=t;
        while(x!=s){
            int i=pre[x];
            E[i].flow-=minf[t];
            E[i^1].flow+=minf[t];
            x=E[i].from;
        }
    }
    ll mcmf(int s,int t){
        
        ll flow=0,cost=0;
        while(spfa(s,t)){
            flow+=minf[t];
            cost+=minf[t]*dist[t];
            update(s,t);
        } 
        return -cost;
    }
    void solve(){
        int s=0,t=n*2+5;
        int p1=n*2+1,p2=n*2+2,p3=n*2+3,p4=n*2+4;
        for(int i=1;i<=n;i++){
            add_edge(s,i,a[i].c,0);
        }
        for(int i=1;i<=n;i++){
            add_edge(i+n,t,b[i].c,0);
        }
        //绝对值分符号拆成4个，用4个辅助点连边
        //因为是最大费用，4种情况取最大值就是绝对值
        //这样就把边数从O(n^2)变成O(n) 
        for(int i=1;i<=n;i++){
            //x1-x2+y1-y2
            add_edge(i,p1,INF,a[i].x+a[i].y); 
            add_edge(p1,i+n,INF,-b[i].x-b[i].y); 
            //x1-x2+y2-y1 
            add_edge(i,p2,INF,a[i].x-a[i].y); 
            add_edge(p2,i+n,INF,-b[i].x+b[i].y); 
            //x2-x1+y1-y2
            add_edge(i,p3,INF,-a[i].x+a[i].y); 
            add_edge(p3,i+n,INF,b[i].x-b[i].y); 
            //x2-x1+y2-y1
            add_edge(i,p4,INF,-a[i].x-a[i].y); 
            add_edge(p4,i+n,INF,b[i].x+b[i].y);  
        } 
        printf("%lld
",mcmf(s,t)); 
    }
}



int main(){
//  freopen("1.in","r",stdin);
    qread(n);
    for(int i=1;i<=n;i++){
        qread(a[i].x);
        qread(a[i].y);
        qread(a[i].c);
    } 
    for(int i=1;i<=n;i++){
        qread(b[i].x);
        qread(b[i].y);
        qread(b[i].c);
    } 
    network_flow::solve();
}