题解 ABC261H【Game on Graph】

posted on 2022-10-28 08:41:23 | under 题解 | source

problem

Takahashi 和 Aoki 正在一张 $n$ 个点， $m$ 条边的带权有向图上玩游戏。游戏规则如下：

有一颗最初在 $s$ 点的棋子。双方轮流移动这颗棋子，Takahashi 先手。
每一次移动都可以使棋子从边的一端移动到另一端。如果无法移动，也就是不存在出边时，游戏结束。
定义一局游戏的得分为棋子移动路径上的边权之和。如果经过一条边多次，边权也计算多次。

Takahashi 想要最小化游戏的得分，但 Aoki 想要最大化得分。请输出在最优策略下游戏的最终得分。特别地，如果游戏无法结束，请输出 INFINITY。

$1 \leq n \leq 2 \times 10^{5}, 0 \leq m \leq 2 \times 10^{5}$ 。有向图保证没有重边和自环，但 不保证无环。

solution

考虑拆点，把图上的点 $u$ 拆成 $u, u + n$ 两个点，分别表示走到这个点时高桥 / 青木先手。那么所有的边 $(u, v)$ 也拆成 $(u, v + n), (u + n, v)$ 两条。可以发现这样建出的图是二分图。

考虑在反图上 DP：令 $f_{u}$ 表示在这个点上的得分。

f_{u} = {\begin{cases} min_{v} {f_{v} + w_{u, v}}, & (u \leq n, v > n, 以下称为白点), \\ max_{v} {f_{v} + w_{u, v}}, & (u > n, v \leq n, 以下称为黑点) . \end{cases}

初始时所有的叶子答案为 $0$ ，最终答案 $f_{s}$ 。但是这个 DP 有后效性。

我们假想我们从小到大拿白点出来更新，考虑几个贪心：

当一个白点被拿出来的时候，它一定是最小的。

感性理解：边权非负，如果它取出来不是最小，那么最小的值应该在后面绕回来的时候更新，这个时候已经比取出时的大了。

当且仅当所有能更新一个黑点的白点取完后，这个黑点能更新其它白点的答案。

感性理解：不然你如何说明这个黑点取得的答案是最大值？

于是我们用一个堆放白点，从小到大取白点，用白点更新黑点，如果一个黑点已经被完全更新，就用黑点去更新白点，将更新后的白点放入堆中。

整个算法和 Dijkstra 很像。复杂度 $O (m \log m)$ 。

code

#include <queue>
#include <cstdio>
#include <cstring>
#include <algorithm>
using namespace std;
typedef long long LL;
template<int N,int M,class T=int> struct graph{
    int head[N+10],nxt[M*2+10],cnt;
    struct edge{
        int u,v; T w;
        edge(int u=0,int v=0,T w=0):u(u),v(v),w(w){}
    } e[M*2+10];
    graph(){memset(head,cnt=0,sizeof head);}
    edge& operator[](int i){return e[i];}
    void add(int u,int v,T w=0){e[++cnt]=edge(u,v,w),nxt[cnt]=head[u],head[u]=cnt;}
    void link(int u,int v,T w=0){add(u,v,w),add(v,u,w);}
}; 
int n,m,s,deg[400010];
LL f[400010];
bool vis[400010];
graph<400010,400010,int> g;
priority_queue<pair<LL,int>,vector<pair<LL,int>>,greater<pair<LL,int>>> q;
void expand(int u){//u>n
	for(int i=g.head[u];i;i=g.nxt[i]){
		int v=g[i].v;
		if(f[v]>f[u]+g[i].w) q.push({f[v]=f[u]+g[i].w,v});
	}
}
LL dp(){
	for(int i=1;i<=n;i++) f[i]=1e18;
	for(int i=n+1;i<=n*2;i++) f[i]=-1e18;
	for(int i=1;i<=n;i++) if(!deg[i]) q.push({f[i]=0,i});
	for(int i=n+1;i<=n*2;i++) if(!deg[i]) f[i]=0,expand(i);
	memset(vis,0,sizeof vis);
	while(!q.empty()){
		int u=q.top().second; q.pop();
		if(vis[u]) continue; vis[u]=1;
		for(int i=g.head[u];i;i=g.nxt[i]){
			int v=g[i].v;
			if(f[v]<f[u]+g[i].w) f[v]=f[u]+g[i].w;
			if(!--deg[v]) expand(v);
		}
	}
	return f[s];
}
int main(){
	scanf("%d%d%d",&n,&m,&s);
	for(int i=1,u,v,w;i<=m;i++){
		scanf("%d%d%d",&u,&v,&w);
		g.add(v+n,u,w),g.add(v,u+n,w);
		deg[u]++,deg[u+n]++;
	}
	LL res=dp();
	if(res<1e18) printf("%lld\n",res);
	else puts("INFINITY");
	return 0;
}