题目

题目描述

FJ有N头奶牛 \((2 \leq N \leq1000)\) ，编号为 \(1 \ldots N\) 。奶牛们将按照编号顺序排成一列队伍（可能有多头奶牛在同一位置上）。换句话说，假设i号奶牛位于 \(P_{ \! \;i}\) ，则 \(P_{ \,1} \leq P_{ \,2} \leq \ldots \leq P_{ \! \;N}\) 。
有些奶牛是好基友，它们希望彼此之间的距离小于等于某个数。有些奶牛是情敌，它们希望彼此之间的距离大于等于某个数。
给出 \(M_L\) 对好基友的编号，以及它们希望彼此之间的距离小于等于多少；又给出 \(M_D\) 对情敌的编号，以及它们希望彼此之间的距离大于等于多少 \((1 \leq M_L,\) \(M_D \leq 10^4)\) 。
请计算：如果满足上述所有条件，1号奶牛和N号奶牛之间的距离（\(P_{ \! \;N}-P_{ \,1}\)）最大为多少。

输入描述

第一行：三个整数 \(N,M_L,M_D\) ，用空格分隔。
第 \(2 \dots M_L+1\) 行：每行三个整数A,B,D，用空格分隔，表示 \(P_B-P_A \leq D\) 。
第 \(M_L+2 \dots M_L+M_D+1\) 行：每行三个整数A,B,D，用空格分隔，表示 \(P_B-P_A \geq D\) 。
保证 \(1 \le A<B \le N,\) \(1 \leq D \leq10^6\) .

输出描述

一行，一个整数。如果没有合法方案，输出 \(\texttt{-1}\) .如果有合法方案，但1号奶牛可以与N号奶牛相距无穷远，输出 \(\texttt{-2}\) .否则，输出1号奶牛与N号奶牛间的最大距离。

示例1

输入

输出

说明

这四头牛分别位于0,7,10,27。

备注

对于全部数据，\(2 \leq N \leq 1000,1 \leq M_L,M_D \leq 10^4,1 \leq L,D \leq 10^6\) 。

题解

知识点：差分约束。

求最大值就求最短路，求最小值就求最长路。以最大值为例，假设 \(1 \to n\) 有路径：

\[\begin{aligned}
& x_2 - x_1 \leq w_1 \\
&\cdots \\
& x_n - x_{n-1} \leq w_{n-1}
\end{aligned}
\]

得到不等式 \(x_n-x_1 \leq \sum_{i=1}^{n-1} w_i\) ，因此 \(\max(x_n-x_1) = \min(\sum w_i)\) 即，\(x_n-x_1\) 的最大值等于 \(1\to n\) 的最短路。

这道题求最大值，因此以最短路建模，利用不等式：若有边 \(u\to v\) 且边权为 \(w\) ，则满足 \(dis[u] \leq dis[v] + w\) 。

先将问题转化：

存在负环，即出现 \(a < b < c < a\) 为不合法
不存在负环，但 \(1\) 不能到达 \(n\) ，则 \(1,n\) 距离可以无穷大
不存在负环，\(1\) 到达 \(n\) ，则有最大值

对于负环，负环有可能和 \(1\) 不在一个连通块，导致负环没有被判断出从而有解，但实际上还是无解的，因此需要用超级源点为起点跑一次找到图中可能出现的负环。

如果没有负环，就可以从 \(1\) 跑SPFA了，后面就照常。

另外，题目隐含条件 \(x_1 \leq x_2 \leq \cdots \leq x_n\) ，需要额外建边 g.add(i+1,i,0) 不然会错。

注意两次SPFA初始化问题。

时间复杂度 \(O(n + km)\)

空间复杂度 \(O(n+m)\)

代码

#include <bits/stdc++.h>
#define ll long long

using namespace std;

template<class T>
struct Graph {
    struct edge {
        int v, nxt;
        T w;
    };
    int idx;
    vector<int> h;
    vector<edge> e;

    Graph(int n, int m):idx(0), h(n + 1), e(m + 1) {}
    void init(int n) {
        idx = 0;
        h.assign(n + 1, 0);
    }

    void add(int u, int v, T w) {
        e[++idx] = edge{ v,h[u],w };
        h[u] = idx;
    }
};

const int N = 1007, M = 20007;
Graph<int> g(N, M);
int n, ml, md;

bool vis[N];
int dis[N], cnt[N];
queue<int> q;
bool SPFA(int st) {
    for (int i = 1;i <= n + 1;i++) dis[i] = 0x3f3f3f3f, vis[i] = 0, cnt[i] = 0;
    dis[st] = 0;
    q.push(st);
    vis[st] = 1;
    while (!q.empty()) {
        int u = q.front();
        q.pop();
        vis[u] = 0;
        for (int i = g.h[u];i;i = g.e[i].nxt) {
            int v = g.e[i].v, w = g.e[i].w;
            if (dis[v] > dis[u] + w) { ///最大值跑最短路，A->B：B-A<=w（max(b-a) = min(w)），min(w)就是跑出来的结果
                dis[v] = dis[u] + w;
                cnt[v] = cnt[u] + 1;
                if (cnt[v] >= n + 1)return false;
                if (!vis[v]) {
                    q.push(v);
                    vis[v] = 1;
                }
            }
        }
    }
    return true;
}

int main() {
    std::ios::sync_with_stdio(0), cin.tie(0), cout.tie(0);
    cin >> n >> ml >> md;
    for (int i = 1;i <= ml;i++) {
        int u, v, w;
        cin >> u >> v >> w;
        g.add(u, v, w);
    }
    for (int i = 1;i <= md;i++) {
        int u, v, w;
        cin >> u >> v >> w;
        g.add(v, u, -w);
    }
    for (int i = 1;i <= n - 1;++i) g.add(i + 1, i, 0);
    for (int i = 1;i <= n;i++) g.add(n + 1, i, 0);
    bool ncyc = SPFA(n + 1);
    if (!ncyc) cout << -1 << '\n';///任何地方出现负环，导致方案不存在
    else {
        SPFA(1);
        if (dis[n] < 1e9)cout << dis[n] << '\n';
        else cout << -2 << '\n';
    }

    return 0;
}