P1993 小 K 的农场 差分约束SPFA判断负环 详细题解

P1993 小 K 的农场 差分约束SPFA判断负环 详细题解

题目传送门

题目大意

一共 NN 个点, MM 条边。

33 种类型的边:

  1. 单向边:从点 ii 到点 jj 至少有 cc,也就是 aiajc

  2. 单向边:从点 ii 到点 jj 至多有 ccaiajc

  3. 双向边:从点 ii 到点 jj一样多,ai=aj


将这 33 种边转换一下可以得到:

  1. ajaic

  2. aiaj+c

  3. ai=aj+0aj=ai+0

解题思路

判断负环

如果K的记忆冲突了,那么就说明有负环(小K绕晕了😵),输出 NO

如果K的记忆有至少1种情况没有冲突, 那么就说明图中不存在负环,则输出 YES

// 判断负环
cnt[v] = cnt[u] + 1;
if (cnt[v] > n) {
	cout << "No\n"; // 有,就输出NO
	exit(0);
}


// 没有负环,在函数外输出YES
spfa(0);
cout << "Yes\n";
return 0;

处理 3 种边

cc 代表从某一点至某一点的边所需的花费。

对于第一种,从点 ii 到点 jj 至少cc

观察式子 ajaic 可得出 从点 ii到点 jj 花费为 c-c

对于第二种,从点 ii 到点 jj 至多cc

观察式子 aiaj+c 可得出 从点 jj到点 ii 花费为 cc

对于第三种,从点 iijj 数量一样,即 cc00

观察式子 ai=aj+0aj=ai+0 可得出 从点 i/ji/j到点 i/ji/j 花费为 00,是一条双向边

for (int i = 1; i <= m; ++i) {
	int op; cin >> op;
	int u, v, w = 0;
	if (op == 1) {
		cin >> u >> v >> w;
		e[u].emplace_back(v, -w);
	} else if (op == 2) {
		cin >> u >> v >> w;
		e[v].emplace_back(u, w);
	} else {
		cin >> u >> v;
		e[u].emplace_back(v, 0);
		e[v].emplace_back(u, 0);
	}
}

超级源点

因为题目并没有规定从哪一点出发,且题目需要求解出所有情况来判断

因此我们需要一个超级源点来连接所有点,方便求出所有情况

for (int i = 1; i <= n; ++i) e[0].emplace_back(i, 0);

AC代码

#include <bits/stdc++.h>
#define ll long long
using namespace std;
const int N = 1e4 + 5;
int n, m;
vector<vector<pair<int, int>>> e(N);
ll dis[N]; // 记录距离
int cnt[N]; // 记录任意点在队列的次数,以便判断负环
bool vis[N]; // 记录任意点是否在队列中
void spfa(int s) { // SPFA板子
	queue<int> q;
	q.emplace(s);
	fill(dis + 1, dis + n + 1, INT_MAX); //SPFA必要的初始化
	vis[s] = true;
	dis[s] = 0; // 从超级源点0出发
	while (!q.empty()) {
		int u = q.front(); q.pop();
		vis[u] = false;
		for (auto tmp : e[u]) { // 适配C++14的写法
			int v, w;
			tie(v, w) = tmp;
			if (dis[v] > dis[u] + w) {
				dis[v] = dis[u] + w;
				cnt[v] = cnt[u] + 1; // 累计点v在队列的次数,因为每个点至多n次,所有如果>n就是有负环
				if (cnt[v] > n) {
					cout << "No\n"; // 有负环,输出NO
					exit(0); // exit(0)是退出整个程序
				}
				if (!vis[v]) {
					vis[v] = true;
					q.emplace(v);
				}
			}
		}
	}
}
int main() {
	// 输入输出加速
	ios::sync_with_stdio(0);
	cin.tie(0), cout.tie(0);
	cin >> n >> m;
	for (int i = 1; i <= m; ++i) {
		int op; cin >> op;
		int u, v, w = 0;
		if (op == 1) { // 第一种边:农场a比农场b至少多种植了c个单位的作物
			cin >> u >> v >> w;
			e[u].emplace_back(v, -w);
		} else if (op == 2) { // 第二种边:农场a比农场b至多多种植了c个单位的作物
			cin >> u >> v >> w;
			e[v].emplace_back(u, w);
		} else { // 第三种边:农场a终止的数量和b一样多
			cin >> u >> v;
			e[u].emplace_back(v, 0);
			e[v].emplace_back(u, 0);
		}
	}
	for (int i = 1; i <= n; ++i) e[0].emplace_back(i, 0); // 建立超级源点
	spfa(0);
	cout << "Yes\n"; // 没有负环输出YES
	return 0;
}

P4171 [JSOI2010] 满汉全席 2-SAT详细题解 2026-03-28
P6145 [USACO20FEB] Timeline G SPFA差分约束最长路题解 2026-03-25

评论区