C++基础：差分约束系统

本文主要是介绍C++基础：差分约束系统，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

基本思路：利用最短路中di≤dj+c（j指向i，边权为c，此指算法结束后）将求解三角不等式组转换为（单源）最短路问题

三角不等式（组）： xi≤xj+ck   其中xi、xj是自变量，ck是常量

差分约束系统有如下功能：

• 求不等式组的可行解

源点需要满足条件：从原点出发，一定可以走到所有的边。故可设“超级源点”

超级源点：与每一个点相连的虚拟源点

步骤：

1. 先将每个不等式xi≤xj+ck转化成一条从xj走向xi，长度为ck的一条边
2. 找一个超级源点，使得该院点一定可以遍历到所有边
3. 从源点求一边单源最短路

结果：

1. 如果存在负环，则该不等式组无解
2. 如果不存在负环，则di就是原不等式组的一个可行解

当然，求最长路亦可，需将原不等式变形为xj≥xi-ck，再将最短路不等式转化为di≥dj+ck，相当于连一条从xi走向xj、长度是-ck的边

• 求不等式组解的最大值或最小值

结论：

1. 如果求的是最小值，则应该求最长路（所有下界的最大值）
2. 如果求的是最大值，就应该求最短路（所有上界的最小值）

问题1：如何转化xi≤c，其中c为常数？

解决1：以有向图为例利用超级源点x0，使xi≤x0+c，然后建立x0—>xi，长度是c

问题2：如何转化xi-xj=c，其中c为常数？

解决2：转换为xi-xj≤c和xi-xj≥c

代码：             

 //求最小值->求最长路

#include<iostream>

#include<cstring>

#include<cstdio>

#include<bitset>

#include<queue>

#define _for(i,a,b) for (int i=(a);i<=(b);i++)

using namespace std;

const int N=55,M=1280;

int n,m;

int e[M],ne[M],h[N],w[M],idx;

int d[N],cnt[N];

bitset<N> vis;

inline void c_plus(){

       ios::sync_with_stdio(false);

       cin.tie(0);

       cout.tie(0);

}

inline void init(){

       memset(h,-1,sizeof(h));

       idx=0;

}

inline void add(int a,int b,int c){

       e[idx]=b;

       w[idx]=c;

       ne[idx]=h[a];

       h[a]=idx++;

}

bool spfa(){

       memset(d,-1,sizeof(d));//注意：最长路

       d[0]=0;

       queue<int> q;

       q.push(0);

       vis[0]=1;

       while (!q.empty()){

              int now=q.front();

              q.pop();

              vis[now]=0;

              for (int i=h[now];~i;i=ne[i]){

                     int j=e[i];

                     if (d[j]<d[now]+w[i]){//注意：最长路

                            d[j]=d[now]+w[i];

                            if (++cnt[j]>n+1){

                                   return true;

                            }

                            if (!vis[j]){

                                   vis[j]=1;

                                   q.push(j);

                            }

                     }

              }

       }

       return false;

}

int main(){

       c_plus();

       init();

       int u,v,W,op;

       cin>>n>>m;

       while (m--){//op==1:<= op==2:>= op==3 =

              cin>>op>>u>>v>>W;

              if (op==1){

                     add(u,v,-W);

              }else if (op==2){

                     add(v,u,W);

              }else{

                     add(u,v,-W);

                     add(v,u,W);

              }

       }

       _for(i,1,n){

              add(0,i,0);

       }

       if (spfa()){

              puts("NO");

       }else{

              _for(i,1,n){

                     cout<<'x'<<i<<'='<<d[i]<<endl;

              }

       }

       return 0;

}

这篇关于C++基础：差分约束系统的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对大家有所帮助，也希望大家多多支持为之网！