[bzoj1690] 奶牛的旅行 (最大比率環)

題目

作為對奶牛們辛勤工作的回報,Farmer John決定帶她們去附近的大城市玩一天。旅行的前夜,奶牛們在興奮地討論如何最好地享受這難得的閑暇。 很幸運地,奶牛們找到了一張詳細的城市地圖,上面標註了城市中所有L(2 <= L <= 1000)座標誌性建築物(建築物按1..L順次編號),以及連接這些建築物的P(2 <= P <= 5000)條道路。按照計劃,那天早上Farmer John會開車將奶牛們送到某個她們指定的建築物旁邊,等奶牛們完成她們的整個旅行並回到出發點後,將她們接回農場。由於大城市中總是寸土寸金,所有的道路都很窄,政府不得不把它們都設定為通行方向固定的單行道。 儘管參觀那些標誌性建築物的確很有意思,但如果你認為奶牛們同樣享受穿行於大城市的車流中的話,你就大錯特錯了。與參觀景點相反,奶牛們把走路定義為無趣且令她們厭煩的活動。對於編號為i的標誌性建築物,奶牛們清楚地知道參觀它能給自己帶來的樂趣值F_i (1 <= F_i <= 1000)。相對於奶牛們在走路上花的時間,她們參觀建築物的耗時可以忽略不計。 奶牛們同樣仔細地研究過城市中的道路。她們知道第i條道路兩端的建築物 L1_i和L2_i(道路方向為L1_i -> L2_i),以及她們從道路的一頭走到另一頭所需要的時間T_i(1 <= T_i <= 1000)。 為了最好地享受她們的休息日,奶牛們希望她們在一整天中平均每單位時間內獲得的樂趣值最大。當然咯,奶牛們不會願意把同一個建築物參觀兩遍,也就是說,雖然她們可以兩次經過同一個建築物,但她們的樂趣值只會增加一次。順便說一句,為了讓奶牛們得到一些鍛煉,Farmer John要求奶牛們參觀至少2個建築物。 請你寫個程式,幫奶牛們計算一下她們能得到的最大平均樂趣值。

題解

分數規劃+spfa

首先,可以確定的是答案一定是簡單環。

粗略的證明:如果存在一個複雜環,把它拆成兩個環,這兩個環不可能點權和/邊權和都小於複雜環的點權和/邊權和,而複雜環中點權只計算一次,因此答案更小。

所以只要找到一個比值最大的簡單環即可。這顯然是一個01分數規劃問題。

於是二分答案,把點權加到邊權上(好像這個套路很常見),使用Spfa判斷是否存在正環即可。

注意最好用dfs版的spfa,處理負環速度更快

程式碼

#include <iostream>
#include <cstdio>
#define N 10000
using namespace std;
int head[N],cnt,to[N],nxt[N],n,m;
double cost[N],dis[N],cost2[N];
bool vis[N];
void connect(int a,int b,double c)
{
    to[++cnt]=b,cost[cnt]=c,nxt[cnt]=head[a],head[a]=cnt;
}
int val[N];
bool dfs(int id)
{
	vis[id]=true;
	for(int i=head[id];i;i=nxt[i])
	{
		double d=dis[id]+cost2[i];
		if(d<=dis[to[i]]) continue;
		if(vis[to[i]]) return true;
		dis[to[i]]=d;
		if(dfs(to[i])) return true;
	}
	vis[id]=false;
	return false;
}
bool check(double mid)
{
	for(int i=1;i<=cnt;i++) cost2[i]=(double)val[to[i]]-mid*cost[i];
	for(int i=1;i<=n;i++) dis[i]=-10000000,vis[i]=false;
	dis[1]=0;
	return dfs(1);
}
int main()
{
	int tot=0;
	cin>>n>>m;
	for(int i=1;i<=n;i++) scanf("%d",&val[i]),tot+=val[i];
	for(int i=1;i<=m;i++)
	{
		int a,b,c;
		scanf("%d%d%d",&a,&b,&c);
		connect(a,b,c);
	}
	double l=0,r=100;
	while(r-l>0.001)
	{
		double mid=(l+r)/2;
		if(check(mid)) l=mid;
		else r=mid;
	}
	printf("%.2f", l);
}