【CCF-CSP】最优配餐

问题描述
  栋栋最近开了一家餐饮连锁店,提供外卖服务。随着连锁店越来越多,怎么合理的给客户送餐成为了一个急需解决的问题。
  栋栋的连锁店所在的区域可以看成是一个n×n的方格图(如下图所示),方格的格点上的位置上可能包含栋栋的分店(绿色标注)或者客户(蓝色标注),有一些格点是不能经过的(红色标注)。
  方格图中的线表示可以行走的道路,相邻两个格点的距离为1。栋栋要送餐必须走可以行走的道路,而且不能经过红色标注的点。
【CCF-CSP】最优配餐

  送餐的主要成本体现在路上所花的时间,每一份餐每走一个单位的距离需要花费1块钱。每个客户的需求都可以由栋栋的任意分店配送,每个分店没有配送总量的限制。
  现在你得到了栋栋的客户的需求,请问在最优的送餐方式下,送这些餐需要花费多大的成本。

输入格式
  输入的第一行包含四个整数n, m, k, d,分别表示方格图的大小、栋栋的分店数量、客户的数量,以及不能经过的点的数量。
  接下来m行,每行两个整数xi, yi,表示栋栋的一个分店在方格图中的横坐标和纵坐标。
  接下来k行,每行三个整数xi, yi, ci,分别表示每个客户在方格图中的横坐标、纵坐标和订餐的量。(注意,可能有多个客户在方格图中的同一个位置)
  接下来d行,每行两个整数,分别表示每个不能经过的点的横坐标和纵坐标。

输出格式
  输出一个整数,表示最优送餐方式下所需要花费的成本。

样例输入

10 2 3 3
1 1
8 8
1 5 1
2 3 3
6 7 2
1 2
2 2
6 8

样例输出

29

评测用例规模与约定
  前30%的评测用例满足:1<=n <=20。
  前60%的评测用例满足:1<=n<=100。
  所有评测用例都满足:1<=n<=1000,1<=m, k, d<=n^2。可能有多个客户在同一个格点上。每个客户的订餐量不超过1000,每个客户所需要的餐都能被送到。

算法

分析题目抽象可知该问题是一个多源最短路问题,以栋栋的分店为起点,客户为目标点,求每个客户到分店的最短距离。可以考虑使用宽度优先搜索实现,若以客户为起点搜索,则对于每一个客户都要进行一次搜索,单次搜索的时间复杂度为\(O(n^2)\),则总的时间复杂度\(O(n^4)\)。
思考更好地办法,我们可以在地图中假设一个超级远点,这个超级远点到每一个分店都存在权值为0的一条路径,则以该点为起始点进行宽度优先搜索,则可以在\(O(n^2)\)的时间复杂度内完成。
每个点到起点的最大距离是1000,每一个点的权重是1000(1000份订单),所以最多有\(1000*1000=10^6\)个点,处理一个点的时间复杂度为\(O(n^2)\),所以总的时间复杂度为\(O(10^12)\),有可能爆int,所以我们用long long存储。

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#include <queue>

#define x first
#define y second

using namespace std;

typedef long long LL;
typedef pair<int, int> PII;
const int N = 1010;

int n, m, k, d;
bool g[N][N]; //标识该点能否经过
int dist[N][N];
queue<PII> q;
struct Target{
    int x, y, c;
}tg[N * N];

void bfs() {
    int dx[] = {-1, 0, 1, 0}, dy[] = {0, 1, 0, -1};
    while (q.size()) {
        auto t = q.front();
        q.pop();
        
        for (int i = 0; i < 4; i ++ ) {
            int x = t.x + dx[i], y = t.y + dy[i];
            if (x < 1 || x > n || y < 1 || y > n || g[x][y]) continue;
            if (dist[x][y] > dist[t.x][t.y] + 1) {
                dist[x][y] = dist[t.x][t.y] + 1;
                q.push({x, y});
            }
        }
    }
}

int main() {
    scanf("%d%d%d%d", &n, &m, &k, &d);
    memset(dist, 0x3f, sizeof dist);
    
    //读入分店位置
    while (m -- ) {
        int x, y;
        scanf("%d%d", &x, &y);
        dist[x][y] = 0;
        q.push({x, y}); //加入超级远点宽搜队列
    }
    
    for (int i = 0; i < k; i ++ ) 
        scanf("%d%d%d", &tg[i].x, &tg[i].y, &tg[i].c);
        
    while (d -- ) {
        int x, y;
        scanf("%d%d", &x, &y);
        g[x][y] = true;
    }
    
    bfs();
    
    LL res = 0;
    for (int i = 0; i < k; i ++ ) 
        res += (LL)dist[tg[i].x][tg[i].y] * tg[i].c;
    printf("%lld", res);
    return 0;
}
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