【2020牛客多校】2020牛客暑期多校训练营（第二场）I-Interval——最大流转对偶图求最短路

题目链接

题意

给出一个区间 \([l ,r]\) ，允许进行如下操作：

1. 将 \([l, r]\) 转为 \([l - 1, r]\) 或者 \([l + 1, r]\)
2. 将 \([l, r]\) 转为 \([l, r - 1]\) 或者 \([l, r + 1]\)

且保证 \(l \leq r \space and \space l > 0 \space r \leq n\)

但是给出了一系列的限制 \(l, r, dir, c\) ，表示当前区间为 \([l, r]\) 时，限制当前的区间不能进行操作 \(1\)（dir = L）或者操作 \(2\) （dir = R），而启用这个限制则需要 \(c\) 的费用
你可以选择是否启用这个限制

询问最少需要花费多少来实现不能将区间 \([1, n]\) 转变为 \(l = r\) 的区间。

分析

从 \(1, n\) 能否转变为 \(l = r\) 可以通过最短路来求算。
但是无法求知当最短路无法到达时（即题目要求的不能转变）最少需要多少的限制条件，而这些条件又是什么。
所以采用最大流来解决

最大流

画出网格图
将所有可以转换的两个状态之间用边连接，如果有提供限制的，将流量限制为费用，如果没有限制的，则设置为 \(INF\)
对于整个矩阵而言，只需要一半的点用于建图，所以将汇点放在另外一半点中。所有 \(l = r\) 的点与汇点连接，而源点为 \([1, n]\)
对于样例可以得到如下图

样例：
3 4
1 3 L 10
1 3 R 3
1 2 L 1
1 2 R 1

补充，图片漏画了\([2, 3] \rightarrow [2, 2]\)的连线，其流量为 \(INF\)
可以直接通过最大流求出答案

但是会TLE

对偶图

对偶图Wikipedia（https://en.wikipedia.org/wiki/Dual_graph）

通过对偶图，可以快速的将一张网格网络图求最大流转为求最短路

关于对偶图的解释请自行查阅资料

在原图上绘制对偶图得到

将对偶图中有用的元素将其分离出来得到

（图中未注明边权的边均为 \(0\)）

可以通过最短路快速得到解

AC code

#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

#define ll long long
const int maxn = 510;

int n, m;
ll dis[maxn * maxn];
char si;
vector<pair<ll, int>> G[maxn * maxn];

void addedge(int u, int v, int cost) {
    G[u].push_back({cost, v});
}

ll dijkstra(int s, int t) {
    memset(dis, 0x3f, sizeof(dis));
    dis[s] = 0;
    priority_queue<pair<ll, int>, vector<pair<ll, int>>, greater<pair<ll, int>>> q;
    q.push({0ll, s});
    while (!q.empty()) {
        ll u = q.top().second, c = q.top().first;
        q.pop();
        if (dis[u] < c)continue;
        for (auto i : G[u]) {
            ll cc = i.first, v = i.second;
            if (dis[v] > dis[u] + cc) {
                dis[v] = dis[u] + cc;
                q.push({dis[v], v});
            }
        }
    }
    return dis[t];
}

inline int id(int x, int y) {
    return x * (n + 3) + y;
}

void solve() {
    cin >> n >> m;
    for (int i = 0; i < m; ++i) {
        int u, v, w;
        char c;
        cin >> u >> v >> c >> w;
        if (c == 'L') {
            addedge(id(u, v), id(u, v + 1), w);
            addedge(id(u, v + 1), id(u, v), w);
        } else {
            addedge(id(u, v), id(u - 1, v), w);
            addedge(id(u - 1, v), id(u, v), w);
        }
    }

    for (int i = 1; i <= n; ++i) {
        addedge(id(0, 0), id(0, i), 0);
        addedge(id(i, n + 1), id(n + 1, n + 1), 0);
    }

    dijkstra(id(0, 0), id(n + 1, n + 1));
    if (dis[id(n + 1, n + 1)] >= 0x3f3f3f3f3f3f3f3f)
        cout << -1 << endl;
    else
        cout << dis[id(n + 1, n + 1)] << endl;
}

signed main() {
    ios_base::sync_with_stdio(false);
    cin.tie(nullptr);
    cout.tie(nullptr);
#ifdef ACM_LOCAL
    freopen("in.txt", "r", stdin);
    freopen("out.txt", "w", stdout);
    int test_index_for_debug = 1;
    char acm_local_for_debug;
    while (cin >> acm_local_for_debug) {
        if (acm_local_for_debug == '$') exit(0);
        cin.putback(acm_local_for_debug);
        if (test_index_for_debug > 20) {
            throw runtime_error("Check the stdin!!!");
        }
        auto start_clock_for_debug = clock();
        solve();
        auto end_clock_for_debug = clock();
        cout << "Test " << test_index_for_debug << " successful" << endl;
        cerr << "Test " << test_index_for_debug++ << " Run Time: "
             << double(end_clock_for_debug - start_clock_for_debug) / CLOCKS_PER_SEC << "s" << endl;
        cout << "--------------------------------------------------" << endl;
    }
#else
    solve();
#endif
    return 0;
}