【2019雅礼集训】【最大费用流】【模型转换】D2T3 sum
题意
现在你有一个集合{1,2,3,...,n}，要求你从中取出一些元素，使得这些元素两两互质。问你能够取出的元素总和最多是多少？
输入格式
一个整数n
输出格式
一个整数表示能够选出的最大的元素总和。
思路
这道题居然是结论+网络流？根本想不到啊...~~
感觉写题解都只能照搬官方题解了~~
首先出题人就给了两个自己也没有证出来的结论：
- 最后选出的数至多只有两个不同的质因子
- 每个选出的数val所包含的质因子如果有两个的话，一定是一个小于\(\sqrt{val}\)，还有一个是大于\(\sqrt{val}\)。
至于为什么呢？好像没有人知道...
然后我们考虑建图。如果暴力建图（就是像二分图那样），将所有的质因子分为两个部，左边是小于等于\(\sqrt {n}\)的，右边是大于\(\sqrt {n}\)，然后两个部之间两两连边就可以了。但是这样子边的数量好像多了一点..."据说"可能会T(没试过)。
那么就是优化。
首先，先定义F(pri[1],pri[2]...pri[k])为包含pri[]这些质因子的最大的小于等于n的数。然后我们能够发现，F(pri[1])，F(pri[2])，F(pri[3])...F(pri[pri.size()-1])这些数字是比较优秀的。
然后由于分成了两个部，我们考虑左边一个数质数x,右边一个数质数y，如果我们加入F(x,y)的话，我们能够发现F(x)和F(y)就不能选了。那么就会获得\(F(x,y)-F(x)-F(y)\)的贡献。只有当这个值大于0的时候，我们才将这条边加进去。
宏观感受下，这样子之后边的数量就变得很少了...然后你可以过了...
建图的话，就是源点S连向左边的部，容量为1，费用为0；
左边的部按照上述方式向右边的部连边，容量为1，费用为\(F(x,y)-F(x)-F(y)\)；
右边的部向汇点T连边，容量为1，费用为0。
然后跑一个最大费用流（注意不是最大流！！wa了好久！！注意当当前求出来的费用小于0时需要退出！！否则答案就会偏小），在加上最开始的初始值(\(\sum_{i=1}^{k}F(pri[i])\))，就是最后的答案了。
代码
我的实现是建立负权边跑最小费用流，可能具体细节和上述的做法是反着的。如果你采用SPFA求最长路的话，细节和上面就是一样的了。
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm>
#include<vector>
#include<queue>
#define MAXN 200000
#define INF 1000000000000000000LL
using namespace std;
typedef long long LL;
struct node
{
int to;
LL cap,cost;
node *nxt,*bck;
}edges[MAXN*10+5];
node *ncnt=&edges[0],*Adj[MAXN+5];
int S,T,n;
vector<LL> prime,p1,p2;
bool vis[MAXN+5],inque[MAXN+5];
LL maxval[MAXN+5],dist[MAXN+5],d[MAXN+5];
int prevv[MAXN+5];
node *preve[MAXN+5];
queue<int> que;
void Sieve()
{
for(int i=2;i<=n;i++)
{
if(vis[i]==false)
prime.push_back(i);
for(int j=0;1LL*prime[j]*i<=n;j++)
{
vis[i*prime[j]]=true;
if(i%prime[j]==0)
break;
}
}
}
LL F(LL x,LL y)
{
LL ret=y;//由于y>sqrt(n)，所以y这个质因子在ret中只会出现一次
while(1LL*ret*x<=n)
ret*=x;
return ret;
}
void AddEdge(int u,int v,LL cap,LL cost)
{
node *p=++ncnt;
p->to=v;p->cap=cap;p->cost=cost;
p->nxt=Adj[u];Adj[u]=p;
node *q=++ncnt;
q->to=u;q->cap=0;q->cost=-cost;
q->nxt=Adj[v];Adj[v]=q;
p->bck=q;q->bck=p;
}
void Build()
{
S=0,T=(int)prime.size()+1;
for(int i=0;i<(int)prime.size();i++)
if(1LL*prime[i]*prime[i]<=n)
AddEdge(S,i+1,1,0),p1.push_back(i);
else
AddEdge(i+1,T,1,0),p2.push_back(i);
for(int i=0;i<(int)p1.size();i++)
for(int j=0;j<(int)p2.size();j++)
{
LL num1=prime[p1[i]],num2=prime[p2[j]];
LL num=F(num1,num2);
if(num-maxval[p1[i]]-maxval[p2[j]]>0)
{
// printf("val:%lld\n",num-maxval[p1[i]]-maxval[p2[j]]);
AddEdge(p1[i]+1,p2[j]+1,1,-num+maxval[p1[i]]+maxval[p2[j]]);
}
}
}
void SPFA()
{
while(que.empty()==false)
que.pop();
memset(inque,0,sizeof(inque));
fill(dist,dist+T+1,INF);
fill(d,d+T+1,INF);
dist[S]=0;
que.push(S);inque[S]=true;
while(que.empty()==false)
{
int u=que.front();
que.pop();inque[u]=false;
for(node *p=Adj[u];p!=NULL;p=p->nxt)
{
int v=p->to;
LL w=p->cost;
if(p->cap&&dist[v]>dist[u]+w)
{
if(inque[v]==false)
inque[v]=true,que.push(v);
d[v]=min(d[u],p->cap);
dist[v]=dist[u]+w;
prevv[v]=u;preve[v]=p;
}
}
}
}
LL Min_Cost_Flow()
{
LL flow=0,cost=0,delta;
int u,v;
while(true)
{
SPFA();
if(d[T]==INF||dist[T]>=0)//就是这里，一定要判一下！！！否则答案偏小
break;
delta=d[T];
for(v=T;v!=S;v=u)
{
u=prevv[v];
node *&p=preve[v];
p->cap-=delta;
p->bck->cap+=delta;
cost+=1LL*p->cost*delta;
}
}
return cost;
}
int main()
{
scanf("%d",&n);
Sieve();
LL ans=1LL;
for(int i=0;i<(int)prime.size();i++)
maxval[i]=F(prime[i],1LL),ans+=maxval[i];//先确定初始的值
// printf("%lld\n",ans);
Build();
ans-=min(0LL,Min_Cost_Flow());//加上可能存在的更有的方案(应该可以不用取min，懒得改了...)
printf("%lld\n",ans);
return 0;
}
