uoj#179 线性规划

时间:2023-03-09 17:36:49
uoj#179 线性规划

这是一道模板题。

本题中你需要求解一个标准型线性规划:

有nn个实数变量x1,x2,⋯,xnx1,x2,⋯,xn和mm条约束,其中第ii条约束形如∑nj=1aijxj≤bi∑j=1naijxj≤bi。

此外这nn个变量需要满足非负性限制,即xj≥0xj≥0。

在满足上述所有条件的情况下,你需要指定每个变量xjxj的取值,使得目标函数F=∑nj=1cjxjF=∑j=1ncjxj的值最大。

输入格式

第一行三个正整数 n,m,tn,m,t。其中t∈{0,1}t∈{0,1}。

第二行有nn个整数c1,c2,⋯,cnc1,c2,⋯,cn,整数间均用一个空格分隔。

接下来mm行,每行代表一条约束,其中第ii行有n+1n+1个整数ai1,ai2,⋯,ain,biai1,ai2,⋯,ain,bi,整数间均用一个空格分隔。

输出格式

如果不存在满足所有约束的解,仅输出一行"Infeasible"。

如果对于任意的MM,都存在一组解使得目标函数的值大于MM,仅输出一行"Unbounded"。

否则,第一行输出一个实数,表示目标函数的最大值FF。当第一行与标准答案的相对误差或绝对误差不超过10−610−6,你的答案被判为正确。

如果t=1t=1,那么你还需要输出第二行,用空格隔开的nn个非负实数,表示此时x1,x2,⋯,xnx1,x2,⋯,xn的取值,如有多组方案请任意输出其中一个。

判断第二行是否合法时,我们首先检验F−∑nj=1cjxjF−∑j=1ncjxj是否为00,再对于所有ii,检验min{0,bi−∑nj=1aijxj}min{0,bi−∑j=1naijxj}是否为00。检验时我们会将其中大于00的项和不大于00的项的绝对值分别相加得到S+S+和S−S−,如果S+S+和S−S−的相对误差或绝对误差不超过10−610−6,则判为正确。

如果t=0t=0,或者出现Infeasible或Unbounded时,不需要输出第二行。

样例一

input

2 2 1
1 1
2 1 6
-1 2 3

output

4.2
1.8 2.4

explanation

两条约束分别为2x1+x2≤6,−x1+2x2≤32x1+x2≤6,−x1+2x2≤3。

当x1=1.8,x2=2.4x1=1.8,x2=2.4时目标函数x1+x2x1+x2取到最大值4.24.2。

样例二

input

2 2 1
1 -1
1 1 4
-1 -2 -2

output

4.0
4.0 0.0

explanation

注意xj≥0xj≥0的限制。

样例三

input

3 3 1
0 0 1
-2 1 0 -4
1 1 0 4
1 -2 0 -4

output

Infeasible

样例四

input

2 1 1
0 1
1 0 1

output

Unbounded

限制与约定

对于所有数据,1≤n,m≤201≤n,m≤20,0≤|aij|,|bi|,|cj|≤1000≤|aij|,|bi|,|cj|≤100,t∈{0,1}t∈{0,1}。

本题包含4个子任务,每个25分。

子任务1,3满足bi≥0bi≥0。

子任务2,4没有特殊限制。

子任务1,2中t=0t=0。

子任务3,4中t=1t=1。

时间限制:1s1s

空间限制:256MB

正解:线性规划模板。

看了各种博客论文,现在还不是很理解。

板子参见xlightgod学长,话说完全蒯代码真的好吗。。然而我把ctime和srand去掉了才AC。。

学长的两篇博客:

http://blog.xlightgod.com/%E3%80%90uoj179%E3%80%91%E7%BA%BF%E6%80%A7%E8%A7%84%E5%88%92/

http://blog.xlightgod.com/%E7%BA%BF%E6%80%A7%E8%A7%84%E5%88%92%E4%B8%8E%E5%8D%95%E7%BA%AF%E5%BD%A2%E6%B3%95/

 //It is made by wfj_2048~
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <complex>
#include <cstring>
#include <cstdlib>
#include <cstdio>
#include <vector>
#include <cmath>
#include <queue>
#include <stack>
#include <map>
#include <set>
#define eps (1e-12)
#define inf (1e15)
#define il inline
#define RG register
#define double long double using namespace std; double a[][],val[],ans;
int L[],E[],b[],n,m; il int gi(){
RG int x=,q=; RG char ch=getchar(); while ((ch<'' || ch>'') && ch!='-') ch=getchar();
if (ch=='-') q=-,ch=getchar(); while (ch>='' && ch<='') x=x*+ch-,ch=getchar(); return q*x;
} il void pivot(RG int l,RG int e){
swap(L[l],E[e]); RG double k=a[l][e]; a[l][e]=;
for (RG int i=;i<=n;++i) a[l][i]/=k; RG int len=;
for (RG int i=;i<=n;++i) if (fabs(a[l][i])>eps) b[++len]=i;
for (RG int i=;i<=m;++i)
if (i!=l && fabs(a[i][e])>eps){
k=a[i][e],a[i][e]=;
for (RG int j=;j<=len;++j) a[i][b[j]]-=k*a[l][b[j]];
}
return;
} il double simplex(){
while (){
RG int l,e; for (e=;e<=n;++e) if (a[][e]>eps) break;
if (e==n+) return -a[][]; RG double tmp=inf;
for (RG int i=;i<=m;++i)
if (a[i][e]>eps && a[i][]/a[i][e]<tmp) tmp=a[i][]/a[i][e],l=i;
if (tmp==inf) return inf; pivot(l,e);
}
} il int init(){
for (RG int i=;i<=n;++i) E[i]=i;
while (){
RG int l=,e=;
for (RG int i=;i<=m;++i) if (a[i][]<-eps && (!l || (rand()&))) l=i; if (!l) return ;
for (RG int i=;i<=n;++i) if (a[l][i]<-eps && (!e || (rand()&))) e=i; if (!e) return ;
pivot(l,e);
}
} il void work(){
n=gi(),m=gi(); RG int t=gi();
for (RG int i=;i<=n;++i) scanf("%Lf",&a[][i]);
for (RG int i=;i<=m;++i){
for (RG int j=;j<=n;++j) scanf("%Lf",&a[i][j]);
scanf("%Lf",&a[i][]);
}
if (!init()){ puts("Infeasible"); return; } ans=simplex();
if (ans==inf) puts("Unbounded"); else{
printf("%0.8Lf\n",ans); if (!t) return;
for (RG int i=;i<=m;++i) val[L[i]]=a[i][];
for (RG int i=;i<=n;++i) printf("%0.8Lf ",val[i]);
}
return;
} int main(){
work();
return ;
}