ZOJ2314 Reactor Cooling(无源汇流量有上下界网络的可行流)
题目大概说一个核反应堆的冷却系统有n个结点,有m条单向的管子连接它们,管子内流量有上下界的要求,问能否使液体在整个系统中循环流动。
本质上就是求一个无源汇流量有上下界的容量网络的可行流,因为无源汇的容量网络上各个顶点都满足流量平衡条件,即所有点的∑流入流量=∑流出流量,可以看成里面的流是循环流动的,类似有向图欧拉回路。
而带上下界的网络可行流的求法,是根据网络流中一个流是可行流的充分必要条件——限制条件和平衡条件,去改造原网络,转化成不带下界的容量网络来求解的。数学模型那些证明之类的不难理解,见论文《一种简易的方法求解流量有上下界的网络中网络流问题》。
而改造的方式好像有两种挺流行的,我用的做法是:
- 设d[u]为顶点u出边下界和-入边下界和,新建源点、汇点
- 原网络的弧<u,v>容量设置成其上界-下界
- 对于每一个顶点u,如果d[u]<0则源点向其连容量-d[u]的边,否则其向汇点连容量d[u]的边
- 最后如果和源点相关的弧都满流则存在可行流,而各条边的流量+其在原网络的下界就是一个解
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<queue>
#include<algorithm>
using namespace std;
#define INF (1<<30)
#define MAXN 222
#define MAXM 222*444 struct Edge{
int v,cap,flow,next;
}edge[MAXM];
int vs,vt,NE,NV;
int head[MAXN]; void addEdge(int u,int v,int cap){
edge[NE].v=v; edge[NE].cap=cap; edge[NE].flow=;
edge[NE].next=head[u]; head[u]=NE++;
edge[NE].v=u; edge[NE].cap=; edge[NE].flow=;
edge[NE].next=head[v]; head[v]=NE++;
} int level[MAXN];
int gap[MAXN];
void bfs(){
memset(level,-,sizeof(level));
memset(gap,,sizeof(gap));
level[vt]=;
gap[level[vt]]++;
queue<int> que;
que.push(vt);
while(!que.empty()){
int u=que.front(); que.pop();
for(int i=head[u]; i!=-; i=edge[i].next){
int v=edge[i].v;
if(level[v]!=-) continue;
level[v]=level[u]+;
gap[level[v]]++;
que.push(v);
}
}
} int pre[MAXN];
int cur[MAXN];
int ISAP(){
bfs();
memset(pre,-,sizeof(pre));
memcpy(cur,head,sizeof(head));
int u=pre[vs]=vs,flow=,aug=INF;
gap[]=NV;
while(level[vs]<NV){
bool flag=false;
for(int &i=cur[u]; i!=-; i=edge[i].next){
int v=edge[i].v;
if(edge[i].cap!=edge[i].flow && level[u]==level[v]+){
flag=true;
pre[v]=u;
u=v;
//aug=(aug==-1?edge[i].cap:min(aug,edge[i].cap));
aug=min(aug,edge[i].cap-edge[i].flow);
if(v==vt){
flow+=aug;
for(u=pre[v]; v!=vs; v=u,u=pre[u]){
edge[cur[u]].flow+=aug;
edge[cur[u]^].flow-=aug;
}
//aug=-1;
aug=INF;
}
break;
}
}
if(flag) continue;
int minlevel=NV;
for(int i=head[u]; i!=-; i=edge[i].next){
int v=edge[i].v;
if(edge[i].cap!=edge[i].flow && level[v]<minlevel){
minlevel=level[v];
cur[u]=i;
}
}
if(--gap[level[u]]==) break;
level[u]=minlevel+;
gap[level[u]]++;
u=pre[u];
}
return flow;
}
int low[MAXM],d[MAXN];
int main(){
int t,n,m,a,b,c;
scanf("%d",&t);
while(t--){
scanf("%d%d",&n,&m);
memset(d,,sizeof(d));
vs=; vt=n+; NV=vt+; NE=;
memset(head,-,sizeof(head));
for(int i=; i<m; ++i){
scanf("%d%d%d%d",&a,&b,low+i,&c);
addEdge(a,b,c-low[i]);
d[a]+=low[i];
d[b]-=low[i];
}
int tot=;
for(int i=; i<=n; ++i){
if(d[i]<) addEdge(vs,i,-d[i]);
else addEdge(i,vt,d[i]),tot+=d[i];
}
if(ISAP()!=tot) puts("NO");
else{
puts("YES");
for(int i=; i<m; ++i){
printf("%d\n",edge[i<<].flow+low[i]);
}
}
putchar('\n');
}
return ;
}
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