扩展:多路增广
SAP(最短增广路算法) 最大流模板
#include <iostream>
#include <queue>
#define msize 1024 //最大顶点数目
using namespace std;
int d[msize];
//标号
int r[msize][msize];
//残留网络,初始为原图
int num[msize];
//num[i]表示标号为i的顶点数有多少
int pre[msize];
int n,m,s,t;
//m个顶点,n条边,从源点s到汇点t
void ini_d()
//BFS计算标号,汇点t标号为0
{
int k;
queue<int>Q;
memset(d,1,sizeof(d));
memset(num,0,sizeof(num));
Q.push(t);
d[t]=0;
num[0]=1;
while (!Q.empty())
{
k=Q.front(),Q.pop();
for (int i=0;i<m;i++)
{
if (d[i]>=m&&r[i][k]>0)
{
d[i]=d[k]+1;
Q.push(i);
num[d[i]]++;
}
}
}
}
int findAlowArc(int i)
//从i出发寻找允许弧
{
int j;
for (j=0;j<m;j++)
if
(r[i][j]>0&&d[i]==d[j]+1)
return j;
return -1;
}
int reLable(int i)
//重新标号
{
int mm=INT_MAX;
for (int j=0;j<m;j++)
if (r[i][j]>0)
mm=min(mm,d[j]+1);
return mm==INT_MAX?m:mm;
}
int maxFlow(int s,int t)
//从源点s出发的最大流
{
int flow=0,i=s,j;
int delta;
//增量
memset(pre,-1,sizeof(pre));
while (d[s]<m)
{
j=findAlowArc(i);
if (j>=0)
{
pre[j]=i;
i=j;
if (i==t)
//更新残留网络
{
delta=INT_MAX;
for
(i=t;i!=s;i=pre[i])
delta=min(delta,r[pre[i]][i]);
for
(i=t;i!=s;i=pre[i])
r[pre[i]][i]
-= delta, r[i][pre[i]]
+= delta;
flow += delta;
}
}
else
{
int x=reLable(i);
//重新标号
num[x]++;
num[d[i]]–;
if (num[d[i]]==0)
return flow;
//间隙优化
d[i]=x;
if (i!=s) i=pre[i];
}
}
return flow;
}
FF算法
分为三个步骤,首先寻找一条增广路(如果没有增广路,则返回最大流),同时保存路径;其次,对路径上的流量求最小值,记为min;最后根据路径修改网络,对于前向边,减去最小值,对于后向边,加上最小值,或者直接修改容量。
增广路:从源点s到汇点t的一条有向路径,如果从源点开始不可以到汇点,那么没有增广路。
保存:用一个数组保存,一般是采用父亲表示法(父链接),保存当前节点的父亲, 寻找的时候采用的是迭代的方式实现求最小值以及修改原网络。
寻找增广路,采用bfs的方式。详细算法如下:
#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
const int N = 210;
const int INF = 0x7FFFFFFF;
int n,m,map[N][N],path[N],flow[N],start,end;
queue<int> q;
int bfs()
{
int i,t;
while(!q.empty())
q.pop(); //清空队列
memset(path,-1,sizeof(path));
//保存父亲的数组,初始化为-1
path[start]=0,flow[start]=INF;
//flow[] 保存当前的最小容量
q.push(start);
while(!q.empty())
{
t=q.front();
q.pop();
if(t==end)
break; //找到一条增广路
for(i=1;i<=m;i++)
{
if(i!=start && path[i]==-1 && map[t][i])
{
flow[i]=flow[t]<map[t][i]?flow[t]:map[t][i];
q.push(i);
path[i]=t;
}
}
}
if(path[end]==-1) return -1;
//如果汇点的父亲等于-1,说明不能到达最后。
return flow[m]; //一次遍历之后的流量增量,min
}
int Edmonds_Karp()
{
int max_flow=0,step,now,pre;
while((step=bfs())!=-1)
{ //找不到增路径时退出
max_flow+=step;
now=end;
while(now!=start)
{
pre=path[now];
map[pre][now]-=step; //更新正向边的实际容量
map[now][pre]+=step; //添加反向边
now=pre;
}
}
return max_flow;
}
int main()
{
int i,u,v,cost;
while(scanf("%d %d",&n,&m)!=EOF)
{
memset(map,0,sizeof(map));
for(i=0;i<n;i++)
{
scanf("%d %d %d",&u,&v,&cost);
map[u][v]+=cost; //not just on
}
start=1,end=m;
printf("%d\n",Edmonds_Karp());
}
return 0;
}
主要分为模块三个:
模块1:
int FF()
{
while(有增广路){
更新原图的前向边(减min),后向边(+min),同时保存最大流的增量值。
}
返回最大流值。
}
模块2:
int agument_path()
{
源点进队;
while(队列不空)
{ 出队;
如果达到汇点,则结束;
for(i=1;i<=m;i++){
//搜索整个图的邻接边
如果未保存,且边不为0(可增的量),且不是开始节点
进队,保存,求最小值
}
如果汇点的父亲没有,说明没有增广路,返回-1;
返回最小值;
}
模块3:
building{
for(i=0;i<n;i++){
scanf("%d %d %d",&u,&v,&cost);
map[u][v]+=cost; //not just on
}
最大流的建图思想:对于每条边,直接累加其容量就可以了。