ACM PKU POJ 1112 解題報告

2021-05-23 07:27:28 字數 1454 閱讀 8443

問題描述:給定 n (1 < n < 101) 個人,以及資訊某個人 i 是否認識 j (1<=i<=n, 1<=j<=n, i != j),你的任務是把這 n 個人分成大小近可能相近的兩隊,使得 1)每個人屬於且只屬於某一隊;2)每個隊的大小至少為 1;3)每個隊的成員都相互認識。詳見:http://acm.pku.edu.cn/judgeonline/problem?id=1112

這題不難,但題目不錯。最直接的思路是:首先建立乙個朋友網路,頂點是每乙個人,如果兩個人相互認識,則連一條邊。然後在這個圖上求兩個大小相近的完全子圖。如果做不到,則問題無解。這個思路的難點在於,一下子想不出已知的簡單的演算法來未兩個大小相近的完全子圖。至少,本人想不到現成的~

直接的反面就是間接。與其求朋友網路,不如求 「敵人」 網路:如果兩個人之間不是相互認識,則連一條邊。這樣,每條邊的兩個結點就不可能被安排到同乙個組。於是,問題就變成了乙個二部圖問題。首先,判定是不是二部圖,這個容易,廣度優先和深度優先都能做到;其次,如果是二部圖,把二部圖的兩個部分求出來,這個也很直觀了,在判定是否為二部圖可以順便做到。

直到現在為止,我們討論的只是單一連通圖的情況。這種情況下,無所謂大小相近:如果有解,解是惟一的。實際的情況是,這個「敵人」 網路可能包含有多個連通子圖。如果每個連通子圖都是二部圖,則有解。這時,就需要在每個連通子圖中選擇合適的一方來加入某個隊,從而使得兩個隊的大小相近。這時,動態規劃就派上用場了。

令 cc[1..k] 表示 k 個連線子圖,cc[i][blue|red] 表示二部圖 cc[i] 中的紅方和藍方。假定最優解的兩個隊的為數為 max 和 min,max >= min。則人數之差 d = max - min = n - 2*min。d 最小,則 min 最大,且不超 n/2。考慮這樣的揹包問題:有 k 種物品,每種物品有藍色和紅色各乙個,物品的價值 value 和重量 weight 相同,用product[i][blue | red] 表示。現在有一揹包大小為 n/2,要選 n 種不同的物品(在不同的顏色之間選一種)裝進揹包裡,並使其價值最大。顯然,這只是經典0/1 揹包問題的乙個變種。經典問題為 「選或不選」,現在問題為 「選藍色還是紅色」。把每個二部圖的藍方和紅色看成一物品,其價值和其重量為其結點個數,則求最大 min 變成了求解上述揹包問題。

1)通過輸入建立朋友網路圖

2)通過朋友網路圖求 「敵人」 網路圖

3)用 bfs 或 dfs 求解連通分支,並算出每個分支的藍方和紅方,同時判斷問題是否可解

4)把每個分支的每一方當種物品,求解上述的揹包問題

這題不難,但卻用到了二部圖、求連通分支以及經典揹包問題變種等知識和技巧,而且還不是直接就可以看出應該如此求解,還得先進行一步轉換(即把朋友網路轉成 「敵人」 網路),確實是好題。當然,動態規劃部分不一定得套用揹包問題,例如,可以考慮狀態 f(i, d) ,前 i 個分支中,是否存在一種分組方式,使得兩隊人數之差為 d(可正可負)。於是,問題的解為使得 f(k, d)=true 的絕對值最小的那乙個d。這個思路也很直觀。不過,個人喜歡把未知問題轉換成已知問題來求解的思路。

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