(POJ1201)Intervals <差分约束系统-区间约束>

    xiaoxiao2021-12-14  21

    Intervals Description

    You are given n closed, integer intervals [ai, bi] and n integers c1, …, cn. Write a program that: reads the number of intervals, their end points and integers c1, …, cn from the standard input, computes the minimal size of a set Z of integers which has at least ci common elements with interval [ai, bi], for each i=1,2,…,n, writes the answer to the standard output. Input

    The first line of the input contains an integer n (1 <= n <= 50000) – the number of intervals. The following n lines describe the intervals. The (i+1)-th line of the input contains three integers ai, bi and ci separated by single spaces and such that 0 <= ai <= bi <= 50000 and 1 <= ci <= bi - ai+1. Output

    The output contains exactly one integer equal to the minimal size of set Z sharing at least ci elements with interval [ai, bi], for each i=1,2,…,n. Sample Input

    5 3 7 3 8 10 3 6 8 1 1 3 1 10 11 1 Sample Output

    6 Source

    Southwestern Europe 2002

    关于差分约束系统的详细解释与入门,还有各个最短路算法的详解与优化大家可以看看这篇博客。写的非常的好!!!

    夜深人静写算法: http://www.cppblog.com/menjitianya/archive/2015/11/19/212292.html

    题意: 给定n(n <= 50000)个整点闭区间和这个区间中至少有多少整点需要被选中,每个区间的范围为[ai, bi],并且至少有ci个点需要被选中,其中0 <= ai <= bi <= 50000,问[0, 50000]至少需要有多少点被选中。

    分析: 这是一个典型的差分约束系统的题目。

    例如3 6 2 表示[3, 6]这个区间至少需要选择2个点,可以是3,4也可以是4,6(总情况有 C(4, 2)种 )。

    这类问题就没有线性约束那么明显,需要将问题进行一下转化,考虑到最后需要求的是一个完整区间内至少有多少点被选中,试着用d[i]表示[0, i]这个区间至少有多少点能被选中,根据定义,可以抽象出 d[-1] = 0,对于每个区间描述,可以表示成d[ bi ] - d[ ai - 1 ] >= ci,而我们的目标要求的是 d[ 50000 ] - d[ -1 ] >= T 这个不等式中的T,将所有区间描述转化成图后求-1到50000的最长路。 这里忽略了一些要素,因为d[i]描述了一个求和函数,所以对于d[i]和d[i-1]其实是有自身限制的,考虑到每个点有选和不选两种状态,所以d[i]和d[i-1]需要满足以下不等式: 0 <= d[i] - d[i-1] <= 1 (即第i个数选还是不选) 这样一来,还需要加入 50000*2 = 100000 条边,由于边数和点数都是万级别的,所以不能采用单纯的Bellman-Ford ,需要利用SPFA进行优化,由于-1不能映射到小标,所以可以将所有点都向x轴正方向偏移1个单位(即所有数+1)。

    AC代码:

    #include <iostream> #include <cstdio> #include <cstring> #include <algorithm> #include <cmath> #include <queue> using namespace std; const int INF = 0xffffff; struct Edge { int u,v,w,next; Edge(){} Edge(int u_,int v_,int w_) { u = u_; v = v_; w = w_; } }edges[200000]; int head[50010]; int d[50010]; int e = 0,maxnum = 0; void addedge(int u,int v,int w) { edges[e] = Edge(u,v,w); edges[e].next = head[u]; head[u] = e++; } int inq[50010]; void spfa() { queue<int> q; while(!q.empty()) q.pop(); for(int i=0;i<=maxnum;i++) d[i] = -INF; d[0] = 0; memset(inq,0,sizeof(inq)); q.push(0); inq[0] = 1; while(!q.empty()) { int u = q.front(); q.pop(); inq[u]--; for(int i=head[u];i!=-1;i=edges[i].next) { int v = edges[i].v; if(d[v] < d[u] + edges[i].w) { d[v] = d[u] + edges[i].w; if(!inq[v]) { inq[v]++; q.push(v); } } } } } int main() { int n,u,v,w; scanf("%d",&n); memset(head,-1,sizeof(head)); maxnum = 0; e = 0; while(n--) { scanf("%d%d%d",&u,&v,&w); if(v+1 > maxnum) maxnum = v+1;//整体+1了,所以是v+1 addedge(u,v+1,w); //整体+1 } //0 <= d[i] - d[i-1] <= 1(即第i个数选还是不选) for(int i=0;i<=maxnum;i++) { addedge(i,i+1,0); addedge(i+1,i,-1); } spfa(); printf("%d\n",d[maxnum]); return 0; }
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