题目
题目链接:https://www.luogu.com.cn/problem/P5331
\(n\) 个排成一列的哨站要进行通信。第 \(i\) 个哨站的频段为 \(a_i\)。
每个哨站 \(i\) 需要选择以下二者之一:
- 直接连接到控制中心,代价为 \(W\);
- 连接到前面的某个哨站 \(j\) (\(j<i\)),代价为 \(|a_i-a_j|\)。
每个哨站只能被后面的至多一个哨站连接。
请你求出最小可能的代价和。
\(n\leq 1000\),时限 \(5\rm s\)。
思路
考虑费用流。把每一个点 \(i\) 拆成两个点 \(i\) 和 \(i'\),从源点连向所有 \(i\),流量为 \(1\),费用为 \(0\);\(i\) 连向汇点,流量为 \(1\),费用为 \(W\),表示点 \(i\) 是某一条链的结尾。
然后对于所有点 \(i\) 连向 \(j'(j<i)\),流量为 \(1\),费用为 \(|a_i-a_j|\);\(i'\) 连向汇点,流量为 \(1\),费用为 \(0\)。
这样由于边数是 \(O(n^2)\) 的,跑不过去。考虑优化边数。
由于所有 \(i\) 连向 \(j'\) 都是从大的连向小的,考虑 CDQ 分治,对于当前区间 \([l,r]\),连上 \((mid,r]\) 流向 \([l,mid]\) 的边。
这个绝对值的代价,可以把 \([l,r]\) 内所有点的权值排序后去重,然后所有权值都建一个新的点,相邻权值对应的点之间连上流量为 \(+\infty\),费用为权值差的边。然后对于 \([l,mid]\) 的点,从这条链上对应权值的点连到 \(j'\),流量 \(1\) 费用 \(0\);对于 \((mid,r]\) 的点,连向这条链上对应的点,流量 \(1\) 费用 \(0\)。这样如果从 \(i\) 流向 \(j'\),就会先走到链上对应权值的点,然后这两个点之间的边费用之和恰好就是 \(|a_i-a_j|\)。
这样网络图的点数和边数都是 \(O(n\log n)\) 的了。跑费用流即可。
代码
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
typedef long long ll;
const int N=1000010;
const ll Inf=1e18;
int n,n1,w,S,T,tot=1,a[N],b[N],head[N],pre[N];
ll ans,dis[N];
bool vis[N];
struct edge
{
int next,to;
ll flow,cost;
}e[N];
void add(int from,int to,ll flow,ll cost)
{
e[++tot]=(edge){head[from],to,flow,cost};
head[from]=tot;
swap(from,to);
e[++tot]=(edge){head[from],to,0,-cost};
head[from]=tot;
}
void cdq(int l,int r)
{
if (l==r) return;
int mid=(l+r)>>1,len=r-l+1;
for (int i=l;i<=r;i++) b[i-l+1]=a[i];
sort(b+1,b+1+len);
int cnt=unique(b+1,b+1+len)-b-1;
for (int i=1;i<cnt;i++)
{
add(n1+i,n1+i+1,Inf,b[i+1]-b[i]);
add(n1+i+1,n1+i,Inf,b[i+1]-b[i]);
}
for (int i=l;i<=mid;i++)
{
int p=lower_bound(b+1,b+1+cnt,a[i])-b+n1;
add(p,i+n,1,0);
}
for (int i=mid+1;i<=r;i++)
{
int p=lower_bound(b+1,b+1+cnt,a[i])-b+n1;
add(i,p,1,0);
}
n1+=cnt;
cdq(l,mid); cdq(mid+1,r);
}
bool spfa()
{
memset(dis,0x3f3f3f3f,sizeof(dis));
deque<int> q;
q.push_back(S); dis[S]=0;
while (q.size())
{
int u=q.front(); q.pop_front();
vis[u]=0;
for (int i=head[u];~i;i=e[i].next)
{
int v=e[i].to;
if (e[i].flow && dis[v]>dis[u]+e[i].cost)
{
dis[v]=dis[u]+e[i].cost; pre[v]=i;
if (!vis[v])
{
vis[v]=1;
if (q.size() && dis[v]<dis[q.front()]) q.push_front(v);
else q.push_back(v);
}
}
}
}
return dis[T]<Inf;
}
void addflow()
{
ll minf=Inf;
for (int i=T;i!=S;i=e[pre[i]^1].to)
minf=min(minf,e[pre[i]].flow);
for (int i=T;i!=S;i=e[pre[i]^1].to)
e[pre[i]].flow-=minf,e[pre[i]^1].flow+=minf;
ans+=minf*dis[T];
}
void mcmf()
{
while (spfa()) addflow();
}
int main()
{
memset(head,-1,sizeof(head));
S=N-1; T=N-2;
scanf("%d%d",&n,&w);
for (int i=1;i<=n;i++)
{
scanf("%d",&a[i]);
add(S,i,1,0); add(i,T,1,w); add(i+n,T,1,0);
}
n1=2*n;
cdq(1,n);
mcmf();
cout<<ans;
return 0;
}