最大权闭合子图 ( 最大流最小割模型 )

Posted 2020-11-19 rubbishes

引入闭合子图的概念 : 通俗点说就是选出一个图的子图，使得子图中的所有点出度指向的点依旧在这个子图内，则说明此子图是闭合子图。

最大权闭合子图 : 假设每个点具有点权值，在一个图的所有闭合子图中，点权之和最大的即是最大权闭合子图。

求取最大权闭合子图的权值之和是有一个结论的

一、先抽象出一个超级源、汇点

二、将权值为正的点和超级源点连接、容量为权值

三、将权值为负的点和超级汇点连接、容量为权值的绝对值

四、然后除了源、汇之外的点原本怎么连泽怎么连、且容量为无穷大

五、最大权闭合子图权值  =  所有权值为正的权值之和  -  最大流

 

至于原理给出两个链接、解释的不错 ==> 链接I、链接II

 

一些题目

BZOJ 1497 最大获利

分析 : 如果要选择一个带有收益的边作为收益的话，那么就要同时选择其两个端点，如果将边抽象出来化成一个点的话，那么就是要选择一些点且这些

点要构成闭合子图，所以就是求取最大权闭合子图，那么就将每条边抽象成一个点，在处理每个边的信息的时候 (u, v, w) ，连接源点和这条边的化成的

点连接容量为 w ，然后从这个边化成的点连向 u、v 容量为 INF，构成限制关系，即选择这个边化成的点就必须同时选择 u 和 v，最后将所有的点和汇

点连接，权值是点权的绝对值

 

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int maxn = 1e5 + 10;
const int INF = 0x3f3f3f3f;

struct Edge
{
    int from,to,cap,flow;
    Edge(){}
    Edge(int from,int to,int cap,int flow):from(from),to(to),cap(cap),flow(flow){}
};

struct Dinic
{
    int n,m,s,t;            //结点数,边数(包括反向弧),源点与汇点编号
    vector<Edge> edges;     //边表 edges[e]和edges[e^1]互为反向弧
    vector<int> G[maxn];    //邻接表,G[i][j]表示结点i的第j条边在e数组中的序号
    bool vis[maxn];         //BFS使用,标记一个节点是否被遍历过
    int d[maxn];            //d[i]表从起点s到i点的距离(层次)
    int cur[maxn];          //cur[i]表当前正访问i节点的第cur[i]条弧

    void init(int n,int s,int t)
    {
        this->n=n,this->s=s,this->t=t;
        for(int i=0;i<=n;i++) G[i].clear();
        edges.clear();
    }

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

    bool BFS()
    {
        memset(vis,0,sizeof(vis));
        queue<int> Q;//用来保存节点编号的
        Q.push(s);
        d[s]=0;
        vis[s]=true;
        while(!Q.empty())
        {
            int x=Q.front(); Q.pop();
            for(int i=0; i<G[x].size(); i++)
            {
                Edge& e=edges[G[x][i]];
                if(!vis[e.to] && e.cap>e.flow)
                {
                    vis[e.to]=true;
                    d[e.to] = d[x]+1;
                    Q.push(e.to);
                }
            }
        }
        return vis[t];
    }

    //a表示从s到x目前为止所有弧的最小残量
    //flow表示从x到t的最小残量
    int DFS(int x,int a)
    {
        if(x==t || a==0)return a;
        int flow=0,f;//flow用来记录从x到t的最小残量
        for(int& i=cur[x]; i<G[x].size(); i++)
        {
            Edge& e=edges[G[x][i]];
            if(d[x]+1==d[e.to] && (f=DFS( e.to,min(a,e.cap-e.flow) ) )>0 )
            {
                e.flow +=f;
                edges[G[x][i]^1].flow -=f;
                flow += f;
                a -= f;
                if(a==0) break;
            }
        }
        if(!flow) d[x] = -1;///炸点优化
        return flow;
    }

    int Maxflow()
    {
        int flow=0;
        while(BFS())
        {
            memset(cur,0,sizeof(cur));
            flow += DFS(s,INF);
        }
        return flow;
    }
}DC;

int main(void)
{
    int N, M;
    scanf("%d %d", &N, &M);

    int S = 0;
    int T = N+M+1;

    DC.init(N+M+2, S, T);

    for(int i=1; i<=N; i++){
        int Cost;
        scanf("%d", &Cost);
        DC.AddEdge(i, T, Cost);
    }


    int tot = 0;


    for(int i=1; i<=M; i++){
        int u, v, w;
        scanf("%d %d %d", &u, &v, &w);
        DC.AddEdge(S, N+i, w);
        DC.AddEdge(N+i, u, INF);
        DC.AddEdge(N+i, v, INF);
        tot += w;
    }

    printf("%d
", tot - DC.Maxflow());

    return 0;
}

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