网络流初步(3)—— 费用流
填坑。
前两期:
网络流初步 —— 最大流算法 (2023/01/25)
网络流初步(2)—— 最小割 (2023/01/26)
费用流
现在,网络中新增了一个属性:费用。
设边 u,vu,vu,v 的费用为 w(u,v)w(u,v)w(u,v)。则当 (u,v)(u,v)(u,v) 的流量为 f(u,v)f(u,v)f(u,v) 时,费用为 f(u,v)w(u,v)f(u,v)w(u,v)f(u,v)w(u,v)。
现在,你需要保证流量最大的前提下,使费用最小,称作最小费用最大流(Min Cost Max Flow)。
做法
算法
用贪心算法。只需每次找费用最小的增广路,然后不断增广即可,证明略去,但是记住只要没有负圈这个算法就是正确的。(注意:原图费用不可以出现负圈)
数据结构
怎么存图?注意在费用流中是需要处理重边问题的,还需要方便的获取反向边。
习惯上,我们采用的是边表+邻接表记录出边在边表中的下标的数据结构。一条边和他反向边是存在一起的,即在边表的下标可以通过异或 1 得到。(0^1=1,1^1=0,6^1=7,7^1=6)
如果不明白,看以下代码理解。
1234567891 ...
乘法逆元
数!论!
逆元是个好东西,不会也要背板子。
乘法逆元
定义
若 ax≡1(modp)ax\equiv 1 \pmod pax≡1(modp),则称 xxx 为 aaa 在模 ppp 意义下的乘法逆元,记作 a−1a^{-1}a−1。
此时存在 x/a≡xa−1(modp)x/a\equiv xa^{-1} \pmod px/a≡xa−1(modp)。这样就可以方便的计算在模意义下的除法操作。
例:在 p=13p=13p=13 时,3×9≡1(mod13)3\times 9 \equiv 1 \pmod {13}3×9≡1(mod13)。则对于任意 xxx,都有 x÷3≡9x(mod13)x\div 3\equiv 9x \pmod {13}x÷3≡9x(mod13)。
验证一下:27÷3=9,27∗9=243=18×13+927\div 3 = 9, 27*9 = 243 = 18 \times 13 + 927÷3=9,27∗9=243=18×13+9。
为什么?
为什么若 aa−1≡1(modp)aa^{-1}\equiv 1 \pmod paa−1≡1(modp),则 x/a ...
拓展欧几里得算法
来学数学!
拓展欧几里得算法 (EXGCD)
求 ax+by=gcd(a,b)ax+by=\gcd(a,b)ax+by=gcd(a,b) 的整数解。
例:求 6x+15y=gcd(6,15)=36x+15y=\gcd(6,15)=36x+15y=gcd(6,15)=3 的整数解。
有一组整数解 x=3,y=−1x=3,y=-1x=3,y=−1。(解不唯一)
求一组可行解
设存在 x1,y1,x2,y2x_1,y_1,x_2,y_2x1,y1,x2,y2,满足
{ax1+by1=gcd(a,b)bx2+(a mod b)y2=gcd(b,a mod b)\left\{
\begin{aligned}
&ax_1+by_1=\gcd(a,b)\\
&bx_2+(a\bmod b)y_2=\gcd(b,a\bmod b)\\
\end{aligned}
\right.
{ax1+by1=gcd(a,b)bx2+(amodb)y2=gcd(b,amodb)
因为 gcd(a,b)=gcd(b,a mod b)\gcd(a,b)=\gcd(b,a\ ...
C++ 随机数相关问题
学习一下如何在 C++ 中合理、现代地生成一些高质量随机数。
rand 函数
生成一个在 [0, RAND_MAX] 范围内的随机数。使用 srand 设置种子。
在 Windows 下, RAND_MAX 的值一般为 32767,而在 linux 环境下,RAND_MAX 的值一般为 2147483647。因此,千万不要在交上去的代码中写出 rand()<<15|rand() 这样的代码(在 Windows 环境下工作正常,但是在 linux 环境下会有符号整数溢出)。
如果要生成一个在 [l, r] 范围内的随机数,可以使用 rand()%(r-l+1)+l (注意:[l, r] 内每个数的概率是不同的,但是一般来说,这样也够用了)。
示例
1234567891011121314#include<bits/stdc++.h>using namespace std;int rand_int(int l,int r){ return rand()%(r-l+1)+l;}int main(){ srand(time(0) ...
Codeforces Round 878 (Div. 3)
A. Cipher Shifer
题意
给定一个加密过的字符串,要求求出原串。
加密方法为:对每个字符,在其后添加任意(可能为零)个与其不同的字符后,再多添加一个自己。
解法
显然对于每个字符,只用往后找到第一个与其相等的字符即可。
AC 代码
12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940#include<bits/stdc++.h>using namespace std;using ll=long long;using ull=unsigned long long;using pii=pair<int,int>;#define begend(x) x.begin(),x.end()#define mem0(x) memset(x,0,sizeof(x))#define YES puts("YES")#define NO puts("NO")int read(){ int f=1,x=0;char c=getc ...
Codeforces Round 876 (Div. 2)
又还是只能做到 C,太菜了
看看能不能有时间练练 D
A. The Good Array
题意
给定整数 nnn,kkk。
构造一个 0−10-10−1 序列 a1,a2,…,ana_1,a_2,\dots,a_na1,a2,…,an,满足:
前 iii 个元素中至少有 ⌈ik⌉\lceil \frac{i}{k} \rceil⌈ki⌉ 个 111。
后 iii 个元素中至少有 ⌈ik⌉\lceil \frac{i}{k} \rceil⌈ki⌉ 个 111。
解法
正解是 O(1)O(1)O(1) 的(请查看官方题解)。
当时随便写了一个贪心,把 iii 从小往大枚举,如果不够就尽量往中间放 111。
我觉得这个贪心很对,但是我不会证,反正确实是对的。
AC 代码
12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505152535455565758596061626364656667686970#include<bits/stdc++ ...
OI 代码调试 - GDB 的使用
打算写一点不涉及算法的指南。这是第二篇。讲讲怎么使用 GDB 来调试代码。要调试代码,最简单的方式就是直接打印出来看,但有时候不想打印,这时候就需要依靠一些外部工具来进行调试了。
GDB 全名为 GNU symbolic debugger,是 GNU 开发的一个支持调试多种语言的调试器。
打开 GDB
GDB 是一个命令行的调试器,意味着其没有任何 UI,全部需要通过输入指令来完成调试操作。你应该习惯这种操作,并也习惯用命令行来编译 C++ 程序,而不是使用 IDE 自带的编译。
linux
linux 下你的发行版在安装 gcc 的时候就会附带 gdb,在终端输入 gdb 即可。
Windows
如果你使用的是 MinGW,那么在 bin 文件夹下就有一个 gdb.exe,将这个文件夹加入 PATH 即可(如果你之前就可以用 g++ 来命令行编译程序,那么你应该已经加入了)。如果你使用的是其他编译器,请自行查询。
加入 PATH 之后就可以在命令行直接输入 gdb 来调出程序了。
基础使用
首先,编译你的代码。在编译时要加入 -g 选项,将调试信息也编译进可执行文件中。注意 - ...
素数与筛法
埃氏筛
筛到一个质数后,把它所有的倍数全部删去。非常简单易懂。
复杂度 O(nloglogn)O(n \log \log n)O(nloglogn)。 (证明略去)
123456789101112131415bool prime[N];void solve(int n){ for(int i=2;i<=n;i++)prime[i]=1; for(int i=2;i<=n;i++){ if(!prime[n])continue; // 优化:从质数 i 的 i 倍开始筛 // 因为 i 的 2~(i-1) 倍一定有一个更小的质数因子 // 所以已经被筛掉了 for(int j=i*i;j<=n;j+=i){ prime[j]=0; } }}
线性筛(欧氏筛)
埃氏筛的效率还是不够高,我们尝试构建一个复杂度为 O(n)O(n)O(n) 的筛法。
线性筛的思路是对于一个数(不一定是质数), ...
NOI Linux 2.0 使用指南
正式比赛的理论环境是 NOI Linux 2.0(虽然上海市目前还是 Windows+Linux 双系统,共享分区,最后用极域上传文件)。总结一下 NOI Linux 中的一些操作,也是为下半年做个准备。
安装
NOI Linux 2.0 的镜像可以从 NOI 官网下载。(https://www.noi.cn/gynoi/jsgz/2021-07-16/732450.shtml)
可以采用 Virtual Box 或者 VMWare 来安装虚拟机(不建议安装实体机,如果想要尝试 Linux 环境,推荐使用 WSL 2.0,亦或用实体机安装 Ubuntu 发行版)。
安装教程有很多,这里就不在赘述了,可自行搜索。总之,安装之后就可以进入系统了。
编辑器
NOI Linux 提供了很多编辑器(没有 Dev C++ www)。
TL;DR:建议使用Code::Blocks。下面详细介绍各个编辑器的利弊。
VS Code
作为编辑器的神(我自己编程的时候全部用的是 VS Code),具有轻量级的优点。但是,因为无法使用 C++ 插件,导致只有最基本的高亮功能,不能补全。因此并不推荐。
Su ...
欧拉回路与欧拉路径
概念
欧拉回路:通过图中每条边恰好一次的回路
欧拉通路:通过图中每条边恰好一次的通路
欧拉图:具有欧拉回路的图
半欧拉图:具有欧拉通路但不具有欧拉回路的图
判断存在欧拉回路/欧拉通路
有向图
欧拉通路:图弱连通,且至多 1 个点出度比入度大 1,至多 1 个点入度比出度大 1,其余点入度等于出度。(特别的,此时通路起点是出度比入度大 1 的点)
欧拉回路:图弱连通,且所有点入度等于出度。
无向图
欧拉通路:图连通,且至多有两个度为奇数的点。(特别的,此时通路起点是两个奇点中任意一个)
欧拉回路:图连通,且没有度为奇数的点。
总结
对于一张图,判断是否存在欧拉回路/通路要做两件事情:
把这张图当作无向图,判断是否连通(可以用并查集,或者 dfs)
判断特殊点的个数是否符合要求(奇点、出度入度差 1 的点)
寻找欧拉回路/欧拉通路
使用 dfs,每经过一条边就把这条边删了。最后在递归结束的时候加入栈,即可正确找出路径。
来看一个例子:
对于这张图,实际的运行情况如下:
搜索 1
├───搜索 2,删除边(1->2)
│ ├───搜索 3,删除边(1->3) ...