[2021.8集训Day7 / P7297 USACO21JAN] Telephone G
题目
题目描述
Farmer John 的 N 头奶牛，编号为 \(1…N\)，站成一行（\(1≤N≤5⋅10^4\)）。第 \(i\) 头奶牛的品种编号为 \(b_i\)，范围为 \(1…K\)，其中 \(1≤K≤50\)。奶牛们需要你帮助求出如何最优地从奶牛 \(1\) 传输一条信息到奶牛 \(N\)。
从奶牛 \(i\) 传输信息到奶牛 \(j\) 花费时间 \(|i−j|\)。然而，不是所有品种的奶牛都愿意互相交谈，如一个 \(K×K\) 的方阵 \(S\) 所表示，其中如果一头品种 \(i\) 的奶牛愿意传输一条信息给一头品种 \(j\) 的奶牛，那么 \(S_{ij}=1\)，否则为 \(0\)。不保证 \(S_{ij}=S_{ji}\)，并且如果品种 \(i\) 的奶牛之间不愿意互相交流时可以有 \(S_{ii}=0\)。
请求出传输信息所需的最小时间。
输入格式
输入的第一行包含 \(N\) 和 \(K\)。
下一行包含 \(N\) 个空格分隔的整数 \(b_1,b_2,…,b_N\)。
以下 \(K\) 行描述了方阵 \(S\)。每行包含一个由 \(K\) 个二进制位组成的字符串，从上往下第 \(i\) 个字符串的第 \(j\) 位为 \(S_{ij}\)。
输出格式
输出一个整数，为需要的最小时间。如果不可能从奶牛 \(1\) 传输信息至奶牛 \(N\)，输出 \(−1\)。
输入输出样例
输入 #1
5 4 1 4 2 3 4 1010 0001 0110 0100输出 #1
6说明/提示
最优传输序列为 \(1→4→3→5\)。总时间为 \(|1−4|+|4−3|+|3−5|=6\)。
测试点性质：
- 测试点 1-5 满足 \(N≤1000\)。
- 测试点 6-13 没有额外限制。
供题：Dhruv Rohatgi
思路
建图(分层图),最短路.
对于\(k\)个颜色,开\(k\)层,每层有\(n\)个点.
对于每个颜色层,层内相邻点连一条权值为1的无向边.
对于每一只奶牛\(i\),设它的种类为\(x\),\(y\)是另一个种类.
- 连一条有向边: 奶牛$i\to \(第\)x\(层第\)i$个点, 边权为0
- 若\(s_{y,x}=1\)连一条有向边: 第\(y\)层第\(i\)个点\(\to\)奶牛\(i\), 边权为0
总点数\(n+n\cdot k\),总边数(一条有向边按两条无向边算)不超过\(n\cdot k+2n\cdot k\).
求奶牛\(1\)到奶牛\(n\)的最短路即可.
最短路貌似可以双端队列实现\(O(n\cdot k)\),但是本人又懒又菜就写了SPFA
代码
#include <iostream>
#include <cstdio>
#include <queue>
#include <cstring>
using namespace std;
int read() {
int re = 0;
char c = getchar();
bool negt = false;
while(c < '0' || c > '9')
negt |= (c == '-') , c = getchar();
while(c >= '0' && c <= '9')
re = (re << 1) + (re << 3) + c - '0' , c = getchar();
return negt ? -re : re;
}
const int N = 50010 , K = 100;
struct EDGE {
int to , nxt , val;
}ed[(N * K + N) * 2];
int head[N + N * K];
void addedge(int u , int v , int val) {
static int cnt = 0;
++cnt;
ed[cnt].to = v , ed[cnt].val = val , ed[cnt].nxt = head[u] , head[u] = cnt;
}
int n , k;
int col[N];
int s[K][K];
queue <int> q;
bool inq[N + N * K];
int cowid[N] , colid[K][N];//cow_id , color_id
int dist[N * K + N];
int newid() {
static int cnt = 0;
return ++cnt;
}
int main() {
freopen("data//P7297_6.in" , "r" , stdin);
n = read() , k = read();
for(int i = 1 ; i <= n ; i++)
col[i] = read();
for(int i = 1 ; i <= k ; i++)
for(int j = 1 ; j <= k ; j++) {
char c = getchar();
while(c != '0' && c != '1') c = getchar();
s[i][j] = c - '0';
}
//Get ID
for(int i = 1 ; i <= n ; i++)
cowid[i] = newid();
for(int i = 1 ; i <= k ; i++)
for(int j = 1 ; j <= n ; j++)
colid[i][j] = newid();
//build
for(int i = 1 ; i <= k ; i++)
for(int j = 1 ; j < n ; j++)
addedge(colid[i][j] , colid[i][j + 1] , 1) , addedge(colid[i][j + 1] , colid[i][j] , 1);
for(int i = 1 ; i <= n ; i++)
addedge(cowid[i] , colid[col[i]][i] , 0);
for(int i = 1 ; i <= n ; i++)
for(int j = 1 ; j <= k ; j++)
if(s[j][col[i]])
addedge(colid[j][i] , cowid[i] , 0);
//SPFA
memset(dist , 0x3f , sizeof(dist));
dist[cowid[1]] = 0;
q.push(cowid[1]) , inq[cowid[1]] = true;
while(!q.empty()) {
int u = q.front();
q.pop() , inq[u] = false;
for(int i = head[u] ; i ; i = ed[i].nxt) {
int v = ed[i].to;
if(dist[v] > dist[u] + ed[i].val) {
dist[v] = dist[u] + ed[i].val;
if(!inq[v])
q.push(v) , inq[v] = true;
}
}
}
printf("%d" , dist[cowid[n]] == 1061109567 ? -1 : dist[cowid[n]]);
return 0;
}
