航空路線問題 一般網絡流

給定一張航空圖,圖中頂點代表城市,邊代表 2 城市間的直通航線。現要求找出一條滿足下述限制條件的且途經城市最多的旅行路線。 
(1)從最西端城市出發,單向從西向東途經若干城市到達最東端城市,然後再單向從東
向西飛回起點(可途經若干城市)。 
(2)除起點城市外,任何城市只能訪問 1 次。  
對於給定的航空圖,試設計一個算法找出一條滿足要求的最佳航空旅行路線。

第 1 行有 2 個正整數 N 和 V,N 表示城市數,N<100,V 表示直飛航線數。

接下來的 N 行中每一行是一個城市名,可乘飛機訪問這些城市。城市名出現的順序是從西向東。也就是說,設 i,j 是城市表列中城市出現的順序,當 i>j 時,表示城市 i 在城市 j 的東邊,而且不會有 2 個城市在同一條經線上。城市名是一個長度不超過15 的字符串,串中的字符可以是字母或阿拉伯數字。例如,AGR34 或 BEL4。


再接下來的 V 行中,每行有 2 個城市名,中間用空格隔開,如 city1 city2 表示city1到 city2 有一條直通航線,從 city2 到 city1 也有一條直通航線。

第 1 行是旅行路線中所訪問的城市總數 M。接下來的 M+1 行是旅行路線的城市名,每行寫 1 個城市名。首先是出發城市名,然後按訪問順序列出其它城市名。注意,最後 1 行(終點城市)的城市名必然是出發城市名。如果問題無解,則輸出“No Solution!”。

8 9

Vancouver

Yellowknife

Edmonton

Calgary

Winnipeg

Toronto

Montreal

Halifax

Vancouver Edmonton

Vancouver Calgary

Calgary Winnipeg

Winnipeg Toronto

Toronto Halifax

Montreal Halifax

Edmonton Montreal

Edmonton Yellowknife

Edmonton Calgary

7

Vancouver

Edmonton

Montreal

Halifax

Toronto

Winnipeg

Calgary

Vancouver

代碼:

//O(Kn^2m)
//如果要求最大費用的話 只需在加邊的時候加-的邊  輸出時輸出-ans即可
#pragma comment(linker,"/STACK:102400000,102400000")
#include <iostream>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <algorithm>
#include <vector>
#include <string>
#include <math.h>
#include <queue>
#include <stack>
#include <map>
#include <set>
using namespace std;
typedef long long ll;   //記得必要的時候改成無符號
const int maxn=505;
const int maxm=1000005;
const int INF=1000000000;
struct EdgeNode
{
    int from;
    int to;
    int flow;
    int cost;
    int next;
}edge[maxm];
int head[maxn],cnt;
void add(int x,int y,int z,int c)
{
    edge[cnt].from=x;edge[cnt].to=y;edge[cnt].flow=z;edge[cnt].cost=c;edge[cnt].next=head[x];head[x]=cnt++;
    edge[cnt].from=y;edge[cnt].to=x;edge[cnt].flow=0;edge[cnt].cost=-c;edge[cnt].next=head[y];head[y]=cnt++;
}

void init()
{
    cnt=0;
    memset(head,-1,sizeof(head));
}

int S,T,n,m;
int d[maxn],in[maxn],pre[maxn];
queue<int>Q;
bool spfa(int S,int T)
{
    int u,v,f,c;
    while(!Q.empty())Q.pop();
    memset(in,0,sizeof(in));
    for(int i=0;i<=n;i++)d[i]=INF;
    d[S]=0;
    Q.push(S);
    while(!Q.empty())
    {
        u=Q.front(); Q.pop(); in[u]=0;
        for(int i=head[u];i!=-1;i=edge[i].next){
            v=edge[i].to; f=edge[i].flow; c=edge[i].cost;
            if(f&&d[u]+c<d[v]){
                d[v]=d[u]+c; pre[v]=i;
                if(!in[v]){
                    in[v]=1;
                    Q.push(v);
                }
            }
        }
    }
    if(d[T]==INF)return false;
    return true;
}

int MCMF(int S,int T,int need=0)
{
    int u;
    int max_flow=0;
    int min_cost=0;
    while(spfa(S,T))
    {
        int flow=INF;
        u=T;
        while(u!=S){
            flow=min(flow,edge[pre[u]].flow);
            u=edge[pre[u]].from;
        }
        u=T; max_flow+=flow; min_cost+=d[T]*flow;
        while(u!=S){
            edge[pre[u]].flow-=flow;
            edge[pre[u]^1].flow+=flow;
            u=edge[pre[u]].from;
        }
    }
    if(max_flow!=2) return -1;
    return min_cost;
}

map<string,int>mp;
map<int,string>pm;
int chu[maxn],q1,q2,p[maxn];
int main()
{
    char s[100],t[100];
    string a,b;
    int ans,i,x,y,N;
    while(~scanf("%d%d",&n,&m))
    {
        ans=0;
        mp.clear(); pm.clear();
        for(i=1;i<=n;i++){
            scanf("%s",s);
            a=s;
            mp[a]=++ans;
            pm[ans]=a;
        }
        init(); S=1; T=n*2;
        for(i=1;i<=n;i++){
            if(i==1||i==n)add(i,i+n,2,-1);
            else add(i,i+n,1,-1);
        }
        for(i=1;i<=m;i++){
            scanf("%s%s",s,t);
            a=s; b=t;
            x=mp[a]; y=mp[b];
            if(x>y)swap(x,y);
            if(x==1&&y==n)add(x+n,y,2,0);
            else add(x+n,y,1,0);
        }
        N=n;
        n=T+1;
        ans=MCMF(S,T);
        if(ans==-1)printf("No Solution!\n");
        else{
            printf("%d\n",-ans-2);
            q1=q2=-1;
            memset(p,-1,sizeof(p));
            for(i=0;i<cnt;i++){
                x=edge[i].from; y=edge[i].to;
                //printf(" %d %d %d\n",x,y,edge[i].flow);
                if(edge[i].flow)continue;
                if(x>N&&y<=N){
                    if(y==N){
                        if(q1==-1)q1=x-N;
                        else q2=x-N;
                    }
                    else p[y]=x-N;
                }
            }
            ans=0;
            int t=q1;
            while(t!=-1){
                chu[++ans]=t;
                t=p[t];
            }
            for(i=ans;i>=1;i--)cout<<pm[chu[i]]<<endl;
            cout<<pm[N]<<endl;
            t=q2; ans=0;
            while(t!=-1){
                chu[++ans]=t;
                t=p[t];
            }
            for(i=1;i<=ans;i++)cout<<pm[chu[i]]<<endl;
        }
    }
    return 0;
}





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