最优贸易(算法竞赛进阶指南)

C  国有 n 个大城市和 m 条道路,每条道路连接这 n 个城市中的某两个城市。

任意两个城市之间最多只有一条道路直接相连。

这 m 条道路中有一部分为单向通行的道路,一部分为双向通行的道路,双向通行的道路在统计条数时也计为 1 条。

C 国幅员辽阔,各地的资源分布情况各不相同,这就导致了同一种商品在不同城市的价格不一定相同。

但是,同一种商品在同一个城市的买入价和卖出价始终是相同的。

商人阿龙来到 C 国旅游。

当他得知“同一种商品在不同城市的价格可能会不同”这一信息之后,便决定在旅游的同时,利用商品在不同城市中的差价赚一点旅费。

设 C 国 n 个城市的标号从 1∼n,阿龙决定从 1 号城市出发,并最终在 n 号城市结束自己的旅行。

在旅游的过程中,任何城市可以被重复经过多次,但不要求经过所有 n 个城市。

阿龙通过这样的贸易方式赚取旅费:他会选择一个经过的城市买入他最喜欢的商品——水晶球,并在之后经过的另一个城市卖出这个水晶球,用赚取的差价当做旅费。

因为阿龙主要是来 C 国旅游,他决定这个贸易只进行最多一次,当然,在赚不到差价的情况下他就无需进行贸易。

现在给出 n 个城市的水晶球价格,m 条道路的信息(每条道路所连接的两个城市的编号以及该条道路的通行情况)。

请你告诉阿龙,他最多能赚取多少旅费。

注意:本题数据有加强。

输入格式

第一行包含 2 个正整数 n 和 m,中间用一个空格隔开,分别表示城市的数目和道路的数目。

第二行 n 个正整数,每两个整数之间用一个空格隔开,按标号顺序分别表示这 n 个城市的商品价格。

接下来 m 行,每行有 3 个正整数,x,y,z,每两个整数之间用一个空格隔开。

如果 z=1,表示这条道路是城市 x 到城市 y 之间的单向道路;如果 z=2,表示这条道路为城市 x 和城市 y 之间的双向道路。

输出格式

一个整数,表示答案。

数据范围

1≤n≤100000,

1≤m≤500000,

1≤各城市水晶球价格≤100

输入样例:

5 5

4 3 5 6 1

1 2 1

1 4 1

2 3 2

3 5 1

4 5 2

输出样例:

5

这道题的大意就是要我们在1-n中找到最大值和最小值,差即为答案。

第一:这道题是存在环的,转态转移方程行不通。我个人想了个例子

 

 比如在这张图中,我们求什么时候入价最小,d[1] = 9,d[2] = min(5,9) = 5,d[3] = min(5,4) = 4,d[1] = min(4,9) = 4。与开始矛盾,那么d[2] = min(4,5) = 4。事实上,三个点是有区别的。

第二:dijkstra不大行。

dijkstra需要一个最小值,然后用三角不等式收敛,但在本题中

如果当前 dmin[i] 最小的点是 5,那么有可能存在边 5-> 6, 6-> 7, 7-> 5,假设当前 dmin[5] = 10,则有可能存在 6 的价格是11, 但 7 的价格是3,那么 dmin[5] 的值就应该被更新成3,因此当前最小值也不一定是最终最小值,所以dijkstra算法并不适用,我们只能采用 spfa 算法。

从 1 走到 i 的过程中,买入水晶球的最低价格 dmin[i];
从 i走到 n 的过程中,卖出水晶球的最高价格 dmax[i];

1. 为什么要这么想,把i想成一个节点

因为阿龙主要是来 C 国旅游,他决定这个贸易只进行最多一次,当然,在赚不到差价的情况下他就无需进行贸易。

 所以我不可能先卖再买。

dmin[],和dmax[]是解题的关键。是题目条件的变形。那么不难想到,对于每一个中间的节点,我们都要算出dmax[i] - dmin[i]取最大值即为答案。

 代码来自: 

#include<bits/stdc++.h>

using namespace std;

const int N = 100010, M = 2000010;

int n, m;
int price[N];
int h[N], rh[N], e[M], ne[M], idx;
int dmin[N], dmax[N];
bool st[N];

void add(int *h, int a, int b)
{
	e[idx] = b, ne[idx] = h[a], h[a] = idx ++ ;
}

void spfa(int *d, int start, int *h, bool flag)//这里算最大和最小代码相似,这样可以减少码量
{
	queue<int> q;
	memset(st, 0, sizeof st);
	
	if (flag) memset(d, 0x3f, sizeof dmin);
	
	q.push(start);
	st[start] = true;
	d[start] = price[start];
	
	while (q.size())
	{
		int t = q.front();
		q.pop();
		st[t] = false;
		
		for (int i = h[t]; ~i; i = ne[i])
		{
			int j = e[i];
			if (flag && d[j] > min(d[t], price[j]) || !flag && d[j] < max(d[t], price[j]))
			{
				if (flag) d[j] = min(d[t], price[j]);
				else d[j] = max(d[t], price[j]);
				
				if (!st[j])
				{
					st[j] = true;
					q.push(j);
				}
			}
		}
	}
}
/*
	上面是常规的spfa的模板,我们先把每一个节点的dmin和dmax算出来
*/
int main()
{
	scanf("%d%d", &n, &m);
	
	memset(h, -1, sizeof h);
	memset(rh, -1, sizeof rh);
	
	for (int i = 1; i <= n; i ++ ) scanf("%d", &price[i]);
	while (m -- )
	{
		int a, b, c;
		scanf("%d%d%d", &a, &b, &c);
		add(h, a, b), add(rh, b, a);
		if (c == 2) add(h, b, a), add(rh, a, b);
	}
	
	spfa(dmin, 1, h, true);
	spfa(dmax, n, rh, false);
	
	int res = 0;
	for (int i = 1; i <= n; i ++ ) res = max(res, dmax[i] - dmin[i]);
	
	printf("%d\n", res);
	
	return 0;
}

我们注意到,在代码中,求最大值是n - i  而不是i - n。因为我们不知道从i能否到达n。但我们知道我们一定要到n。于是把n看成起点,就从已知的起点到未知的终点转化成从已知的终点到未知的起点。

详细解释来自:AcWing 341. 最优贸易 - AcWing

如下图所示,1号点能到达3号点,然而3号点却不能走到4号点,若正向从i号点到n号点求出最大价格,以3号点为分界点时,求得的最大差价格是dmax[3] - dmin[3] = 5,然而3号点却到达不了4号点,图中答案是dmax[4] - dmin[4] = 2,因此此做法不可行

因此,从1号点能走到i号点,从n号点走到i号点,则表示从1号点到i号点再到n号点过程中不会发生间断

 

 总结:不必再把spfa看成是求一个点到固定终点的dist,我们通过spfa可以求从任一点到其他点的大部分属性。并且要注意题目的条件,学会反向图。

posted @ 2022-09-24 21:16  zyc_xianyu  阅读(34)  评论(0编辑  收藏  举报