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G?公司有?n?個沿鐵路運輸線環形排列的倉庫,每個倉庫存儲的貨物數量不等。
如何用最少搬運量可以使?n?個倉庫的庫存數量相同。
搬運貨物時,只能在相鄰的倉庫之間搬運。
數據保證一定有解。
輸入格式
第?1?行中有?1?個正整數?n,表示有?n?個倉庫。
第?2?行中有?n?個正整數,表示?n?個倉庫的庫存量。
輸出格式
輸出最少搬運量。
數據范圍
1≤n≤100
每個倉庫的庫存量不超過?100
輸入樣例:
5
17 9 14 16 4
輸出樣例:
11
解析:?
我們可以計算出最終每個倉庫的貨物數量 x,設第 i?個倉庫的貨物數量是 ai,那么所有貨物一定會分成兩類,一類是 ai>x,即一定會從這些倉庫中流出貨物,另一類是 ai<x,即一定會有貨物流入這些倉庫。
因此我們可以根據這兩類,將所有 ai>x?的倉庫作為左部節點,所有 ai<x?的倉庫作為右部節點。從源點向所有左部節點連邊,容量就是左部節點最開始多出來的貨物,即 ai?x,費用就是 0,因為最開始貨物就在左部節點中。從所有右部節點向匯點連邊,容量就是右部節點缺少的貨物,即 x?ai,費用也是 0,因為最終貨物到右部節點就停止了。然后從每個倉庫向相鄰兩個倉庫連邊,容量是 +∞,費用是 1,表示一次搬運量。
然后還需要證明對應關系,對于任意一個原問題的情況,從源點流進倉庫的流量等于流出的流量(根據上述新圖的定義),滿足流量守恒;又因為根據上述新圖的定義,易知邊一定滿足容量限制,所以原問題的方案對應一個最大流。同時,更具上述的建的新圖,易知流量產生的費用對應一個問題的方案。因此,原問題和新圖的最大流是一一對應的,且數值上相等。
并且可以發現原問題的搬運量就對應的流網絡的可行流的費用,因此最小搬運量就對應了最小費用最大流,用 EK 算法來求即可
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#include<bitset>
using namespace std;
typedef long long LL;
typedef unsigned long long ULL;
typedef pair<int, int> PII;
const int N = 100 + 10, M = (100*2+100) * 2 + 10, INF = 0x3f3f3f3f;
int n, m, S, T;
int h[N], e[M], f[M],w[M], ne[M],idx;
int q[N], d[N], pre[N], incf[N];
bool st[N];
int p[N];void add(int a, int b, int c,int d) {e[idx] = b, f[idx] = c, w[idx] = d, ne[idx] = h[a], h[a] = idx++;e[idx] = a, f[idx] = 0, w[idx] = -d, ne[idx] = h[b], h[b] = idx++;
}bool spfa() {int hh = 0, tt = 1;memset(d, 0x3f, sizeof d);memset(incf, 0, sizeof incf);q[0] = S, d[S] = 0, incf[S] = 0x3f;while (hh != tt) {int t = q[hh++];if (hh == N)hh = 0;st[t] = 0;for (int i = h[t]; i != -1; i = ne[i]) {int j = e[i];if (f[i] && d[j] > d[t] + w[i]) {d[j] = d[t] + w[i];pre[j] = i;incf[j] = min(incf[t], f[i]);if (!st[j]) {q[tt++] = j;if (tt == N)tt = 0;st[j] = 1;}}}}return incf[T] > 0;
}int EK() {int cost = 0;while (spfa()) {int t = incf[T];cost += t * d[T];for (int i = T; i != S; i = e[pre[i] ^ 1]) {f[pre[i]] -= t;f[pre[i] ^ 1] += t;}}return cost;
}int main() {cin >> n;memset(h, -1, sizeof h);S = 0, T = n + 1;int tot = 0;for (int i = 1,a; i <= n; i++) {scanf("%d", &p[i]);tot += p[i];add(i, i < n ? i + 1 : 1, INF, 1);add(i, i > 1 ? i - 1 : n, INF, 1);}tot /= n;for (int i = 1; i <= n; i++) {if (p[i] > tot)add(S, i, p[i] - tot, 0);else if(tot>p[i])add(i, T, tot - p[i], 0);}printf("%d\n", EK());return 0;
}