1、最小割模型在信息学竞赛中的应用Applications of Minimum Cut Modelin Informatics胡伯涛 AmberADN.cn福州第一中学 Fuzhou No.1 Middle School最小割定义 网络的割 S,T 将点集 V划分为 S和 T两部分, (其中源 s属于 S且汇 t属于 T),而从 S指向 T的边组成割 割容量 割 中所有边的容量和 最小割 容量最小的割1 23 4ts最小割解法 最大流最小割定理网络的最大流流值该网络的最小割容量 求解最小割的有力武器 记表示在点数为 n,边数为 m的网络中求最大流 两个部分1.最大权闭合图标准解答的一个更一般化的
2、扩展模型 2.改进算法 达到用最大流解决该问题的理论下界 引入NOI 2006 最大获利 最小割是最大流的对偶问题。不直观,模型隐蔽。 展示最小割模型应用的巧妙构图方法和独特思维方式 网络流首次进入 NOINOI 2006 最大获利 (Profit)问题描述简要描述 有 n个结点, m条无向边可供建设。 建立一个结点 u有一定的花费 pu。建立一条无向边有一定的非负收益 we。 建立一条无向边 (u, v)的 必要条件 是要先建立点 u,点 v。 求最大获利。NOI 2006 最大获利 (Profit)分析 目的:选出一个边集 E, 点集 V。且最大化: 限制条件:对于在 E中每条边 (u,
3、v),它的端点 u, v一定要在 V中。提出解决事件依赖关系的有力图论工具:闭合图。必要条件边依赖 点最大权闭合图 定义 有向图的 闭合图 (closure):闭合图内任意点的任意后继也一定还在闭合图中。 物理意义事物间依赖关系:一个事件要发生,它需要的所有 前提 也都一定要发生。 最大权闭合图 是点权之和最大的闭合图。其中 3, 4, 5是一个闭合图。 3的后继 4, 4的后继 5,都在闭合图中。1 23 455 -67 0-3而 1, 4, 5不是一个闭合图,因为点 2是点 1的后继,但不在闭合图中。最大权闭合图解决复杂度为解法略去最大权闭合图构图 增加源 s汇 t 源 s连接原图的正权点,容量为相应点权 原图的负权点连接汇 t,容量为相应点权的相反数 原图边的容量为正无限 . 1 23 455 -67 0-3st63最大权闭合图解决复杂度为闭合图方案 V与不含正无限容量的割 S, T一一对应闭合图 V的权为正权点总和减去对应割的容量割 S, T取最小时,闭合图权取最大。