图论
「网络流 24 题」圆桌聚餐-网络最大流
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假设有来自 $m$ 个不同单位的代表参加一次国际会议。每个单位的代表数分别为 $r_i$ 。会议餐厅共有 $n$ 张餐桌,每张餐桌可容纳 $c_i$ 个代表就餐。

为了使代表们充分交流,希望从同一个单位来的代表不在同一个餐桌就餐。

试设计一个算法,给出满足要求的代表就餐方案。


「网络流 24 题」魔术球-二分图最大匹配
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假设有 $n$ 根柱子,现要按下述规则在这 $n$ 根柱子中依次放入编号为 $1, 2, 3, 4, \cdots$ 的球。

  1. 每次只能在某根柱子的最上面放球。
  2. 在同一根柱子中,任何 $2$ 个相邻球的编号之和为完全平方数。

试设计一个算法,计算出在 $n$ 根柱子上最多能放多少个球。


「网络流 24 题」最小路径覆盖-二分图最大匹配
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给定有向图 $G = (V, E)$。设 $P$ 是 $G$ 的一个简单路(顶点不相交)的集合。如果 $V$ 中每个顶点恰好在 $P$ 的一条路上,则称 $P$ 是 $G$ 的一个路径覆盖。 $P$ 中路径可以从 $V$ 的任何一个顶点开始,长度也是任意的,特别地,可以为 $0$ 。 $G$ 的最小路径覆盖是 $G$ 的所含路径条数最少的路径覆盖。

设计一个有效算法求一个有向无环图 $G$ 的最小路径覆盖。


「网络流 24 题」太空飞行计划-最大权闭合子图
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W 教授正在为国家航天中心计划一系列的太空飞行。每次太空飞行可进行一系列商业性实验而获取利润。现已确定了一个可供选择的实验集合 $E = \{ E_1, E_2, \cdots, E_m \}$ ,和进行这些实验需要使用的全部仪器的集合 $I = \{ I_1, I_2, \cdots, I_n \}$ 。实验 $E_j$ 需要用到的仪器是 $I$ 的子集 $R_j \subseteq I$ 。配置仪器 $I_k$ 的费用为 $c_k$ 美元。实验 $E_j$ 的赞助商已同意为该实验结果支付 $p_j$ 美元。W 教授的任务是找出一个有效算法,确定在一次太空飞行中要进行哪些实验并因此而配置哪些仪器才能使太空飞行的净收益最大。这里净收益是指进行实验所获得的全部收入与配置仪器的全部费用的差额。

对于给定的实验和仪器配置情况,编程找出净收益最大的试验计划。


「网络流 24 题」搭配飞行员-二分图最大匹配
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飞行大队有若干个来自各地的驾驶员,专门驾驶一种型号的飞机,这种飞机每架有两个驾驶员,需一个正驾驶员和一个副驾驶员。由于种种原因,例如相互配合的问题,有些驾驶员不能在同一架飞机上飞行,问如何搭配驾驶员才能使出航的飞机最多。

因为驾驶工作分工严格,两个正驾驶员或两个副驾驶员都不能同机飞行。


「CF103E」Buying Sets-霍尔定理-网络流-最小权闭合子图
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我们有 $n$ 个集合,第 $i$ 个集合有 $m_i$ 个数($1$ 到 $n$ 中的整数),权值为 $w_i$ 。

现在请你从中选出 $k$ ($k$ 为任意 $0$ 到 $n$ 中的整数)个集合,满足这 $k$ 个集合的并集的大小为 $k$ ,询问这 $k$ 个集合的权值和最小值。

保证从这 $n$ 选出任意 $x$ 个集合,他们的并集大小不小于 $k$ 。


「NOI2006」最大获利-网络流-最大权闭合子图
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新的技术正冲击着手机通讯市场,对于各大运营商来说,这既是机遇,更是挑战。THU 集团旗下的 CS&T 通讯公司在新一代通讯技术血战的前夜,需要做太多的准备工作,仅就站址选择一项,就需要完成前期市场研究、站址勘测、最优化等项目。

在前期市场调查和站址勘测之后,公司得到了一共 $N$ 个可以作为通讯信号中转站的地址,而由于这些地址的地理位置差异,在不同的地方建造通讯中转站需要投入的成本也是不一样的,所幸在前期调查之后这些都是已知数据:建立第 $i$ 个通讯中转站需要的成本为 $P_i$ 。

另外公司调查得出了所有期望中的用户群,一共 $M$ 个。关于第 i 个用户群的信息概括为 $A_i$ , $B_i$ 和 $C_i$ :这些用户会使用中转站 $A_i$ 和中转站 $B_i$ 进行通讯,公司可以获益 $C_i$ 。

THU 集团的 CS&T 公司可以有选择的建立一些中转站(投入成本),为一些用户提供服务并获得收益(获益之和)。那么如何选择最终建立的中转站才能让公司的净获利最大呢?(净获利 = 获益之和 – 投入成本之和)


「JLOI2011」飞行路线-分层图最短路
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Alice 和 Bob 现在要乘飞机旅行,他们选择了一家相对便宜的航空公司。该航空公司一共在 $n$ 个城市设有业务,设这些城市分别标记为 $0$ 到 $n-1$,一共有 $m$ 种航线,每种航线连接两个城市,并且航线有一定的价格。

Alice和Bob现在要从一个城市沿着航线到达另一个城市,途中可以进行转机。航空公司对他们这次旅行也推出优惠,他们可以免费在最多 $k$ 种航线上搭乘飞机。那么Alice和Bob这次出行最少花费多少?


「APIO2008」免费道路-生成树+并查集
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给定一个 $n$ 个点,$m$ 条边的无向图,每条边有两种权值: $0$ 或者 $1$ 。

先询问能不能找出一个生成树,使得其中恰有 $k$ 条 $0$ 边,若存在,输出任意一个方案,否则输出 no solution


「NOI2010」航空管制-拓扑排序
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假设目前被延误航班共有 $n$ 个,编号为 $1$ 至 $n$ 。机场只有一条起飞跑道,所有的航班需按某个顺序依次起飞(称这个顺序为起飞序列)。定义一个航班的起飞序号为该航班在起飞序列中的位置,即是第几个起飞的航班。

起飞序列还存在两类限制条件:

  • 第一类(最晚起飞时间限制):编号为 $i$ 的航班起飞序号不得超过 $k_i$ ;

  • 第二类(相对起飞顺序限制):存在一些相对起飞顺序限制 $(a, b)$ ,表示航班 $a$ 的起飞时间必须早于航班 $b$ ,即航班 $a$ 的起飞序号必须小于航班 $b$ 的起飞序号。

小 $\text{X}$ 思考的第一个问题是,若给定以上两类限制条件,是否可以计算出一个可行的起飞序列。第二个问题则是,在考虑两类限制条件的情况下,如何求出每个航班在所有可行的起飞序列中的最小起飞序号。