BZOJ 1061: [Noi2008]志愿者招募（线性规划与网络流）

http://www.lydsy.com/JudgeOnline/problem.php?id=1061

题意：

思路：

直接放上大神的建模过程！！！（https://www.byvoid.com/zhs/blog/noi-2008-employee）

这道题正确的解法是构造网络，求网络最小费用最大流，但是模型隐藏得较深，不易想到。构造网络是该题的关键，以下面一个例子说明构图的方法和解释。

例如一共需要4天，四天需要的人数依次是4,2,5,3。有5类志愿者，如下表所示：

种类	1	2	3	4	5
时间	1-2	1-1	2-3	3-3	3-4
费用	3	4	3	5	6

设雇佣第i类志愿者的人数为X[i]，每个志愿者的费用为V[i]，第j天雇佣的人数为P[j]，则每天的雇佣人数应满足一个不等式，如上表所述，可以列出

P[1] = X[1] + X[2] >= 4

P[2] = X[1] + X[3] >= 2

P[3] = X[3] + X[4] +X[5] >= 5

P[4] = X[5] >= 3

对于第i个不等式，添加辅助变量Y[i] (Y[i]>=0) ，可以使其变为等式

P[1] = X[1] + X[2] - Y[1] = 4

P[2] = X[1] + X[3] - Y[2] = 2

P[3] = X[3] + X[4] +X[5] - Y[3] = 5

P[4] = X[5] - Y[4] = 3

在上述四个等式上下添加P[0]=0,P[5]=0，每次用下边的式子减去上边的式子，得出

① P[1] - P[0] = X[1] + X[2] - Y[1] = 4

② P[2] - P[1] = X[3] - X[2] -Y[2] +Y[1] = -2

③ P[3] - P[2] = X[4] + X[5] - X[1] - Y[3] + Y[2] =3

④ P[4] - P[3] = - X[3] - X[4] + Y[3] - Y[4] = -2

⑤ P[5] - P[4] = - X[5] + Y[4] = -3

观察发现，每个变量都在两个式子中出现了，而且一次为正，一次为负。所有等式右边和为0。接下来，根据上面五个等式构图。

• 每个等式为图中一个顶点，添加源点S和汇点T。

• 如果一个等式右边为非负整数c，从源点S向该等式对应的顶点连接一条容量为c，权值为0的有向边；如果一个等式右边为负整数c，从该等式对应的顶点向汇点T连接一条容量为c，权值为0的有向边。

• 如果一个变量X[i]在第j个等式中出现为X[i]，在第k个等式中出现为-X[i]，从顶点j向顶点k连接一条容量为∞，权值为V[i]的有向边。

• 如果一个变量Y[i]在第j个等式中出现为Y[i]，在第k个等式中出现为-Y[i]，从顶点j向顶点k连接一条容量为∞，权值为0的有向边。

构图以后，求从源点S到汇点T的最小费用最大流，费用值就是结果。

根据上面的例子可以构造出如下网络，红色的边为每个变量X代表的边，蓝色的边为每个变量Y代表的边，边的容量和权值标已经标出(蓝色没有标记，因为都是容量∞，权值0)。

在这个图中求最小费用最大流，流量网络如下图，每个红色边的流量就是对应的变量X的值。

所以，答案为43+23+3*6=36。

上面的方法很神奇得求出了结果，思考为什么这样构图。我们将最后的五个等式进一步变形，得出以下结果

① - X[1] - X[2] + Y[1] + 4 = 0

② - X[3] + X[2] + Y[2] - Y[1] - 2 = 0

③ - X[4] - X[5] + X[1] + Y[3] - Y[2] + 3 = 0

④ X[3] + X[4] - Y[3] + Y[4] - 2 = 0

⑤ X[5] - Y[4] - 3 = 0

可以发现，每个等式左边都是几个变量和一个常数相加减，右边都为0，恰好就像网络流中除了源点和汇点的顶点都满足流量平衡。每个正的变量相当于流入该顶点的流量，负的变量相当于流出该顶点的流量，而正常数可以看作来自附加源点的流量，负的常数是流向附加汇点的流量。因此可以据此构造网络，求出从附加源到附加汇的网络最大流，即可满足所有等式。而我们还要求最小，所以要在X变量相对应的边上加上权值，然后求最小费用最大流。

 #include<iostream>
 #include<algorithm>
 #include<cstring>
 #include<cstdio>
 #include<vector>
 #include<stack>
 #include<queue>
 #include<cmath>
 #include<map>
 #include<set>
 using namespace std;
 typedef long long ll;
 typedef pair<int,int> pll;
 const int INF = 0x3f3f3f3f;
 const int maxn =  + ;

 int n,m;

 struct Edge
 {
     int from, to, cap, flow, cost;
     Edge(int u, int v, int c, int f, int w) :from(u), to(v), cap(c), flow(f), cost(w) {}
 };

 struct MCMF
 {
     int n, m;
     vector<Edge> edges;
     vector<int> G[maxn];
     int inq[maxn];
     int d[maxn];
     int p[maxn];
     int a[maxn];

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

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

     bool BellmanFord(int s, int t, int &flow, int & cost)
     {
         for (int i = ; i<n; i++) d[i] = INF;
         memset(inq, , sizeof(inq));
         d[s] = ; inq[s] = ; p[s] = ; a[s] = INF;

         queue<int> Q;
         Q.push(s);
         while (!Q.empty()){
             int u = Q.front(); Q.pop();
             inq[u] = ;
             for (int i = ; i<G[u].size(); i++){
                 Edge& e = edges[G[u][i]];
                 if (e.cap>e.flow && d[e.to]>d[u] + e.cost){
                     d[e.to] = d[u] + e.cost;
                     p[e.to] = G[u][i];
                     a[e.to] = min(a[u], e.cap - e.flow);
                     if (!inq[e.to]) { Q.push(e.to); inq[e.to] = ; }
                 }
             }
         }

         if (d[t] == INF) return false;
         flow += a[t];
         cost += d[t] * a[t];
         for (int u = t; u != s; u = edges[p[u]].from)
         {
             edges[p[u]].flow += a[t];
             edges[p[u] ^ ].flow -= a[t];
         }
         return true;
     }

     int MincostMaxdflow(int s, int t){
         int flow = , cost = ;
         while (BellmanFord(s, t, flow, cost));
         return cost;
     }
 }t;

 int a[maxn];

 int main()
 {
     //freopen("in.txt","r",stdin);
     scanf("%d%d",&n,&m);
     int src = , dst = n+;
     t.init(dst+);
     for(int i=;i<=n;i++)  scanf("%d",&a[i]);
     a[] = a[n+] = ;
     for(int i=;i<=n+;i++)
     {
         int tmp = a[i] - a[i-];
         if(tmp>)  t.AddEdge(src,i,tmp,);
         else t.AddEdge(i,dst,-tmp,);
     }
     for(int i=;i<=n;i++)  t.AddEdge(i+,i,INF,);
     for(int i=;i<=m;i++)
     {
         int x,y,z;
         scanf("%d%d%d",&x,&y,&z);
         t.AddEdge(x,y+,INF,z);
     }
     printf("%d\n",t.MincostMaxdflow(src,dst));
     return ;
 }