「CodeNote」 HDU1281(二分图匹配+行列建图)

Posted by Dawn-K's Blog on October 22, 2019

棋盘游戏

题目链接

题意

小希和Gardon在玩一个游戏:对一个N*M的棋盘,在格子里放尽量多的一些国际象棋里面的“车”,并且使得他们不能互相攻击,这当然很简单,但是Gardon限制了只有某些格子才可以放,小希还是很轻松的解决了这个问题(见下图)注意不能放车的地方不影响车的互相攻击。 所以现在Gardon想让小希来解决一个更难的问题,在保证尽量多的“车”的前提下,棋盘里有些格子是可以避开的,也就是说,不在这些格子上放车,也可以保证尽量多的“车”被放下。但是某些格子若不放子,就无法保证放尽量多的“车”,这样的格子被称做重要点。Gardon想让小希算出有多少个这样的重要点,你能解决这个问题么? img

Input

输入包含多组数据, 第一行有三个数N、M、K(1<N,M<=100 1<K<=N*M),表示了棋盘的高、宽,以及可以放“车”的格子数目。接下来的K行描述了所有格子的信息:每行两个数X和Y,表示了这个格子在棋盘中的位置。

Output

对输入的每组数据,按照如下格式输出: Board T have C important blanks for L chessmen.

Sample Input

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Sample Output

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Board 1 have 0 important blanks for 2 chessmen.
Board 2 have 3 important blanks for 3 chessmen.

思路

经过之前的题(HDU1045)的思路,这个题的建图肯定是缩点.

但是区别于上个题的是,这个车在一行内只能放一个,也就是一行只能缩成一个点.列也是同理.所以这个题的图显而易见,就是X部为行,Y部为列, u到v有边当且仅当mp[i][j]上可以放一个棋子.

那么问题来了,怎么求关键点呢.

观察这个题的数据范围,我们发现只要暴力求就可以了.匈牙利算法的复杂度是O(n*m),枚举每个在匹配中的点删掉再执行一遍算法就是O(n^2*m),n取100,m取1e4的话,是可行的.又考虑到很难跑到上限,所以是可以通过此题的.

当然,显然这题用邻接矩阵会很好做,用邻接表反而麻烦了.

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#include <bits/stdc++.h>
#define ll long long
#define maxn 1010
#define maxm int(1e6) + 100
using namespace std;
bool mp[maxn][maxn];
int n, m, k;
int used[maxn], vis[maxn];
bool Find(int u, int dfn) {
    for (int i = 1; i <= m; ++i) {
        if (mp[u][i]) {
            if (vis[i] != dfn) {
                vis[i] = dfn;
                if (!used[i] || Find(used[i], dfn)) {
                    used[i] = u;
                    return true;
                }
            }
        }
    }
    return false;
}

int match() {
    int ans = 0;
    for (int i = 1; i <= n; ++i) {
        vis[i] = 0;
        used[i] = 0;
    }
    for (int i = 1; i <= n; ++i) {
        if (Find(i, i)) {
            ++ans;
        }
    }
    return ans;
}
int main() {
    int cnt = 0;
    while (scanf("%d%d%d", &n, &m, &k) != EOF) {
        for (int i = 0; i <= n; ++i) {
            for (int j = 0; j <= m; ++j) {
                mp[i][j] = 0;
            }
        }
        for (int i = 0; i < k; ++i) {
            int x, y;
            scanf("%d%d", &x, &y);
            mp[x][y] = 1;
        }
        int ans = match();
        //   printf("ans = %d\n", ans);
        int ret = 0;
        for (int i = 1; i <= n; ++i) {
            for (int j = 1; j <= m; ++j) {
                if (mp[i][j]) {
                    mp[i][j] = 0;
                    //  printf("%d %d match %d\n", i, j, match());
                    if (match() < ans) {
                        ++ret;
                    }
                    mp[i][j] = 1;
                }
            }
        }
        ++cnt;
        printf("Board %d have %d important blanks for %d chessmen.\n", cnt, ret,
               ans);
    }
    return 0;
}

本以为到这里就完了,但是根据这个博客,发现还有优化的余地

删除一条边以后,没有必要重新求删边后新的二分图的最大匹配,只需检查删边后的匹配中—>可不可以再找到新的增广链就可以了。这样,时间复杂度就进一步降低。

在判断是否存在增广路得时候,不能只以删除的匹配边的顶点作起点来找增广路 正确的方法是:以删边后新的二分图的所有未匹配顶点出发做增广,都找不到增广路,匹配不能再增加.

这说的很简单,但是写起来还是需要一点时间的,而且优化并不明显(主要是杭电的数据太弱了,上面的算法运行了46ms,下面的算法运行了30ms,也可能是我写丑了)

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#include <bits/stdc++.h>
#define ll long long
#define maxn 1010
#define maxm int(1e6) + 100
using namespace std;
bool mp[maxn][maxn];
int n, m, k;
int used[maxn], vis[maxn];
int used2[maxn], vis2[maxn], mark[maxn];
bool Find(int u, int dfn) {
    for (int i = 1; i <= m; ++i) {
        if (mp[u][i]) {
            if (vis[i] != dfn) {
                vis[i] = dfn;
                if (!used[i] || Find(used[i], dfn)) {
                    used[i] = u;
                    return true;
                }
            }
        }
    }
    return false;
}

int match() {
    int ans = 0;
    for (int i = 1; i <= m; ++i) {
        vis[i] = 0;
        used[i] = 0;
    }
    for (int i = 1; i <= n; ++i) {
        if (Find(i, i)) {
            ++ans;
        }
    }
    return ans;
}
bool Find2(int u, int dfn) { // 寻找新增广路
    for (int i = 1; i <= m; ++i) {
        if (mp[u][i]) {
            if (vis2[i] != dfn) {
                vis2[i] = dfn;
                if (!used2[i] || Find2(used2[i], dfn)) { // 这里忘了写2,改了好久...
                    used2[i] = u;
                    return true;
                }
            }
        }
    }
    return false;
}
bool check() { // 尝试寻找新的增广路
    for (int i = 1; i <= n; ++i) {
        if (!mark[i] && Find2(i, i)) {
            return 1;
        }
    }
    return 0;
}
int main() {
    int cnt = 0;
    while (scanf("%d%d%d", &n, &m, &k) != EOF) {
        for (int i = 0; i <= max(n, m); ++i) {
            for (int j = 0; j <= max(n, m); ++j) {
                mp[i][j] = 0;
            }
        }
        for (int i = 0; i < k; ++i) {
            int x, y;
            scanf("%d%d", &x, &y);
            mp[x][y] = 1;
        }
        int ans = match();
        int ret = 0;
        for (int i = 1; i <= n; ++i) {
            for (int j = 1; j <= m; ++j) {
                if (mp[i][j] && used[j] == i) {
                    for (int i = 1; i <= n; ++i) {
                        mark[i] = 0;
                    }
                    for (int i = 1; i <= m; ++i) {
                        vis2[i] = 0;
                        used2[i] = used[i];
                    }
                    used2[j] = 0;
                    for (int i = 1; i <= m; ++i) {
                        mark[used2[i]] = 1;
                    }
                    mp[i][j] = 0;
                    if (!check()) { // 未找到新的增广路,则记录为关键点
                        ++ret;
                    }
                    mp[i][j] = 1;
                }
            }
        }
        ++cnt;
        printf("Board %d have %d important blanks for %d chessmen.\n", cnt, ret,
               ans);
    }
    return 0;
}