【转】网络流总结

推荐!!from好友的博客——【网络流】网络流小总结  http://www.cnblogs.com/KonjakJuruo/p/5560129.html

原文转载如下——(当然,我也略修改了一些东西...)

一、dinic最大流

我的模板。模板上已经有了dfs上的优化(比我以前的快多了。。)优化啊优化。

 1 bool bfs(int st,int ed)
 2 {
 3     while(!q.empty()) q.pop();
 4     memset(d,-1,sizeof(d));
 5     q.push(st);
 6     d[st]=0;
 7     while(!q.empty())
 8     {
 9         int x=q.front();q.pop();
10         for(int i=first[x];i!=-1;i=a[i].next)
11         {
12             int y=a[i].y;
13             if(d[y]==-1 && a[i].d>0)
14             {
15                 d[y]=d[x]+1;
16                 q.push(y);
17             }
18         }    
19     }
20     return (d[ed]!=-1);
21 }
22 
23 int dfs(int x,int flow,int ed)
24 {
25     int k,p,r=0;
26     if(x==ed) return flow;
27     for(int i=first[x];i!=-1;i=a[i].next)
28     {
29         int y=a[i].y;
30         if(d[y]==d[x]+1 && a[i].d>0)
31         {
32             p=minn(a[i].d,flow-r);
33             p=dfs(y,p,ed);
34             r+=p; //优化,把从这个点开始能流的全部流了
35             a[i].d-=p;
36             a[i^1].d+=p;
37         }
38                 if(r==flow) break; // 优化
39     }
40     if(!r) d[x]=-1;  //优化
41     return r;
42 }
43 
44 int dinic(int st,int ed)
45 {
46     int ans=0;
47     while(bfs(st,ed))
48     {
49         int k;
50         while(k=dfs(st,INF,ed)) ans+=k;
51     }
52     return ans;
53 }
54 
55 dinic
dinic

 

二、上下界网络流

建立超级源点ss,超级汇点tt(上图中的s改为ss,t改为tt)

对于每条x到y,下界为k1,上界为k2的边(x,y,k1,k2),拆成如图这种形式:(x,y,k2-k1)(自由流),(ss,y,k1)(必须流入),(x,tt,k1)(必须流出)。

(1)没有源点和汇点:

可行流:跑一遍最大流,看是否满流。满流则有可行流。

最大流:每条边加一个费用f=1,然后跑最大费用循环流(详见下面)。

最小流:每条边加一个费用f=1,然后跑最小费用循环流。

(2)有源点和汇点:

原来的源点s,原来的汇点t。在s和t之间建边(t,s,INF),使原图变为无源汇的循环流。

可行流:拆边后跑一遍最大流,满流则有可行流。

最大流:去掉ss、tt(去掉后无论怎么跑都是已经满足了下界的可行流),然后从原来的源汇点s到t跑一遍最大流,让残余网络的增广路全部加上去。此时(s,t,INF)的那条边的反向边(t,s)的流量就是答案。

最小路:去掉ss、tt后,从原来的源汇点t到s跑一遍最大流(逆向求解,让最多的流量还回去)。

上下界网络路讲解:http://www.cnblogs.com/kane0526/archive/2013/04/05/3001108.html

模板(poj2396)

  1 #include<cstdio>
  2 #include<cstdlib>
  3 #include<cstring>
  4 #include<iostream>
  5 #include<queue>
  6 #include<vector>
  7 using namespace std;
  8 
  9 const int N=500,M=500,INF=(int)1e9;
 10 const int S=N+M+4;
 11 int n,m,s,t,ss,tt,len,sum,bk;
 12 int d[N+M+4],p[N][M],first[N+M+4],map[2][N][M];
 13 struct node{int x,y,d,next;}a[N*M*2];
 14 queue<int> q;
 15 
 16 int minn(int x,int y){return x<y ? x:y;}
 17 int maxx(int x,int y){return x>y ? x:y;}
 18 
 19 void ins(int x,int y,int d)
 20 {
 21     a[++len].x=x;a[len].y=y;a[len].d=d;
 22     a[len].next=first[x];first[x]=len;
 23     if(x==ss) sum+=d;
 24     swap(x,y);
 25     a[++len].x=x;a[len].y=y;a[len].d=0;
 26     a[len].next=first[x];first[x]=len;
 27 }
 28 
 29 void make_edge(int x,int y)
 30 {
 31     if(map[0][x][y]>map[1][x][y]) bk=0;
 32     if(map[0][x][y]==0) ins(x,y,map[1][x][y]);
 33     else
 34     {
 35         ins(ss,y,map[0][x][y]);
 36         ins(x,tt,map[0][x][y]);
 37         ins(x,y,map[1][x][y]-map[0][x][y]);
 38     }
 39 }
 40 
 41 void build(char c,int x,int y,int z)
 42 {
 43     int t1=0,t2=INF;
 44     if(c=='=') t1=t2=z;
 45     if(c=='>') t1=z+1;
 46     if(c=='<') t2=z-1;
 47     map[0][x][y]=maxx(map[0][x][y],t1);
 48     map[1][x][y]=minn(map[1][x][y],t2);
 49     
 50 }
 51 
 52 bool bfs(int st,int ed)
 53 {
 54     while(!q.empty()) q.pop();
 55     memset(d,-1,sizeof(d));
 56     q.push(st);
 57     d[st]=0;
 58     while(!q.empty())
 59     {
 60         int x=q.front();q.pop();
 61         for(int i=first[x];i!=-1;i=a[i].next)
 62         {
 63             int y=a[i].y;
 64             if(d[y]==-1 && a[i].d>0)
 65             {
 66                 d[y]=d[x]+1;
 67                 q.push(y);
 68             }
 69         }    
 70     }
 71     return (d[ed]!=-1);
 72 }
 73 
 74 int dfs(int x,int flow,int ed)
 75 {
 76     int k,p,r=0;
 77     if(x==ed) return flow;
 78     for(int i=first[x];i!=-1;i=a[i].next)
 79     {
 80         int y=a[i].y;
 81         if(d[y]==d[x]+1 && a[i].d>0)
 82         {
 83             p=minn(a[i].d,flow-r);
 84             p=dfs(y,p,ed);
 85             r+=p;
 86             a[i].d-=p;
 87             a[i^1].d+=p;
 88         }
 89     }
 90     if(!r) d[x]=-1;
 91     return r;
 92 }
 93 
 94 int dinic(int st,int ed)
 95 {
 96     int ans=0;
 97     while(bfs(st,ed))
 98     {
 99         int k;
100         while(k=dfs(st,INF,ed)) ans+=k;
101     }
102     return ans;
103 }
104 
105 int main()
106 {
107     freopen("a.in","r",stdin);
108     freopen("a.out","w",stdout);
109     int T;
110     scanf("%d",&T);
111     while(T--)
112     {
113         scanf("%d%d",&n,&m);
114         int x,y,z,k;
115         char c;
116         s=n+m+1;t=s+1;ss=t+1;tt=ss+1;
117         len=-1;sum=0;bk=1;
118         memset(first,-1,sizeof(first));
119         memset(map[0],0,sizeof(map[0]));
120         memset(map[1],63,sizeof(map[1]));
121         memset(p,0,sizeof(p));
122         int sum1=0,sum2=0;
123         for(int i=1;i<=n;i++)
124         {
125             scanf("%d",&x);
126             map[0][s][i]=map[1][s][i]=x;
127             make_edge(s,i);
128             sum1+=x;
129         }
130         for(int i=n+1;i<=n+m;i++)
131         {
132             scanf("%d",&x);
133             map[0][i][t]=map[1][i][t]=x;
134             make_edge(i,t);
135             sum2+=x;
136         }
137         if(sum1!=sum2) bk=0;
138         scanf("%d",&k);
139         for(int i=1;i<=k;i++)
140         {
141             scanf("%d%d",&x,&y);getchar();
142             scanf("%c%d",&c,&z);
143             if(x && y) build(c,x,y+n,z);
144             if(!x && y)
145                 for(int j=1;j<=n;j++)
146                     build(c,j,y+n,z);
147             if(x && !y)
148                 for(int j=1;j<=m;j++)
149                     build(c,x,j+n,z);
150             if(!x && !y)
151                 for(int j=1;j<=n;j++)
152                     for(int l=1;l<=m;l++)
153                         build(c,j,l+n,z);
154         }
155         for(int i=1;i<=n;i++)
156             for(int j=n+1;j<=n+m;j++)
157                 make_edge(i,j);
158         ins(t,s,INF);
159         if(!bk || dinic(ss,tt)!=sum) printf("IMPOSSIBLE\n");
160         else 
161         {
162             for(int i=0;i<len;i++)
163             {
164                 x=a[i].x;y=a[i].y;
165                 if(x<=n+m && y<=n+m)
166                 {
167                     if(!p[x][y-n]) p[x][y-n]=map[0][x][y]+a[i^1].d;
168                 }
169             }
170             for(int i=1;i<=n;i++)
171             {
172                 for(int j=1;j<=m;j++)                    
173                     printf("%d ",p[i][j]);
174                 printf("\n");
175             }
176         }
177         printf("\n");
178     }
179     return 0;
180 }
181 
182 poj2396
poj2396

 

三、最小费用最大流

在满足最大流的前提下求最小费用,就是在bfs的时候找一条费用最小的增广路。

 1 void ins(int x,int y,int d,int f)
 2 {
 3     a[++len].x=x;a[len].y=y;a[len].d=d;a[len].f=f;
 4     a[len].next=first[x];first[x]=len;
 5     a[++len].x=y;a[len].y=x;a[len].d=0;a[len].f=-f;
 6     a[len].next=first[y];first[y]=len;
 7 }
 8 
 9 int bfs(int st,int ed)
10 {
11     while(!q.empty()) q.pop();
12     memset(pre,-1,sizeof(pre));
13     memset(dis,63,sizeof(dis));
14     memset(in,0,sizeof(in));
15     memset(flow,0,sizeof(flow));
16     pre[st]=0;dis[st]=0;in[st]=1;flow[st]=INF;q.push(st);
17     while(!q.empty())
18     {
19         int x=q.front();in[x]=0;q.pop();
20         for(int i=first[x];i!=-1;i=a[i].next)
21         {
22             int y=a[i].y;
23             if(a[i].d && dis[y]>dis[x]+a[i].f)
24             {
25                 dis[y]=dis[x]+a[i].f;
26                 pre[y]=i;
27                 flow[y]=minn(a[i].d,flow[x]);
28                 if(!in[y]) {in[y]=1;q.push(y);}
29             }
30         }
31     }
32     if(pre[ed]==-1) return -1;
33     return flow[ed];
34 }
35 
36 void MFMC(int st,int ed)//max flow min cost
37 {
38     int k,p;
39     fl=0,cl=0;
40     while((k=bfs(st,ed))!=-1)
41     {
42         fl+=k;
43         cl+=dis[ed]*k;
44         p=ed;
45         while(p!=st)
46         {
47             a[pre[p]].d-=k;
48             a[pre[p]^1].d+=k;
49             p=a[pre[p]].x;
50         }
51     }
52 }
53 
54 费用流
最小费用最大流

 

四、最小割

根据最大流最小割原理,最大流就是最小割。主要是建图模型。

经典例题:一些资源,要不给A,要不给B,有相应的收益,问最大收益。写在我的题表里了。

Tips:把下面的图拖到网页的新标签页上就可放大看了~

我写了题解:http://www.cnblogs.com/KonjakJuruo/p/5516479.html

 

五、最大费用循环流

每条边有上下界k1、k2,费用f。问最大费用循环流。

对于每条边(x,y,k1,k2,f),拆成:

1.(x,y,k1,k1,f)  (再按上下界拆边,即(s,y,k1,f) (x,t,k1,f)), (x到y之间一定要流k1的流量)

2.(y,x,k2-k1,-f)  ,   (s,y,k2-k1,0)   ,   (x,t,k2-f1,f);  (x到y之间有k2-k1的自由流,先假设全部都可以得到,然后建(y,x,k2-k1,-f)就是给它反悔的机会,如果必须反悔就减回f*流量)

跑最大流,用k2的和判满流,满流则有解。

 

六、【重点来了】下面是代码以及题表:

代码还是见原博吧 (╯3╰)  【网络流】网络流小总结

  题目 题意 题解 备注
poj2396 Budget 一个n*m的矩阵,给定每一行的和以及每一列的和,然后给定多个限制,即某个格子的上下界,要求一个可行的方案。 建n个点表示行,m个点表示列,原图源汇点s、t。
s连到表示第i行的点,上下界都为sum[i](行)
表示第i列的点连到t,上下界都为sum[i](列)
然后表示第i行的点x和表示第j行的点y中间连一条边,上下界就是约束。

错了很久,注意:
1.边数要足够大
2.p数组一开始没有清空
3.dfs的优化(不断找,用r储存已用的流量) 快超级多。
上下界网络流
可行流
矩阵模型
模板题
LA5095 Transportation 一个n个点、m条边的有向图,1为起点,n为终点,要从起点运k个物体到终点,每条边的费用与流量关系:f=ax^2,问最小费用。 重新开一个源点,源点到1有一条流量为k、费用为0的边,然后跑最小费用最大流,如果最大流等于k则可行。 最小费用最大流
f=ax^i(i为自然数)模型
模板题
LA3487 Duopoly A、B两个公司要买一些资源(他们自己买的资源不会重复),一个资源只能卖给一个公司。问最大收益。     方法一 把每个询问看成一个点,然后A的询问连源点,B的询问连汇点,如果AB间的某个询问有矛盾就在它们中间连一条无限大的边,ans=sum-最小割。
    方法二:对于每个询问,新建一个点x,如果是A就源点连向这个点,流量为价钱p,然后连向这个询问所要求买的资源c[i],流量为INF。
如果是B则反过来,连向汇点。
最小割
一个费用/流量对应多个点
模板题
LA5131 Chips Challenge 给定一个矩阵,每个格子有三种情况——不能填、能填、一定要填,要求填最多的格子,使第i行的总和等于第i列的总和,并且填的格子数不能大于总数的A/B。 构图:在表示第i行的点x和表示第i列的点y间连一条(y,x)的边,费用为1,然后跑最大费用流。
详见博客。
最大费用循环流
模板题
LA2796 Concert Hall Scheduling 你有2个房间,有365天,有n个人找你租房,第i个人要从第xi到第yi天要一个房(任意一个),付wi的钱,求怎样安排收的钱最多     建365个点,连(i,i+1,2,0)的边(流量2(2个房间),费用0),源点连1,流量2费用0,365连汇点,流量2费用0。然后对于一个询问(xi,yi,wi),连(xi,yi+1,2,wi)的边,注意是yi+1,不然yi这个点可能同时作为别人的起点,然后重复就WA了。跑一遍最大费用流。 最大费用流
区间模型
uva1515 Pool construction 给一个m*n的矩阵,每个格子中是#和.两个符号之一,分别代表草和洞。现在要将洞给围起来(将草和洞分离),每条边需花费b元(即将一个洞包起来需要4边,将2个连续的洞包起来需要6边,省了2条边)。有个特殊能力,能将洞变成草,花费f。当然也能将草变成洞,花费d。围起洞来需要多少花费。矩阵四周最边边的格子都必须是草,即出现洞就必须转草。 s代表草,t代表洞;
对于每个点x,如果是草,建边(s,x,0),(x,t,d);
如果是洞,建边(s,x,f),(x,t,0) 
如果一定要选,那到另一个的流量就是INF(代价无穷大)

对于每对相邻的点(x,y),建(x,y,b),(y,x,b)
这样就可以保证当x、y是不同的东西,最小割的时候就必须加上b的代价,那就是洞包起来的代价。
二分图模型
最小割
LA2197 Paint the Roads n个点m条边的带权有向图,现在要将某些边涂上颜色,使得每个点恰好在k个有颜色的环上,总费用最小。 题意->每个点每一秒流入和流出的流量都是k->最小费用循环流
把一个点拆成两个点,这两个点之间连一条边,上下界都是k,然后跑有上下界的最小费用循环流。
对于每条边(x,y,k1,k2,f),拆成:(x,y,k1,k1,f)(再按上下界拆边,即(s,y,k1,f) (x,t,k1,f)),(y,x,k2-k1,-f),(s,y,k2-k1,0),(x,t,k2-f1,f),用k2的和判满流。
最小费用循环流
拆点
hdu3081 Marriage Match II n个女生与n个男生配对,每个女生只能配对某些男生,有些女生相互是朋友,每个女生也可以跟她朋友能配对的男生配对。

每次配对,每个女生都要跟不同的男生配对且每个女生都能配到对。问最多能配对几轮。(n<=100)
二分答案k,用并查集建边,每对可配对的男生与女生之间连一条流量为1的边,源点到每个女生连一条k的边,汇点连每个男生,流量为k。跑最大流。
WA了一中午,对拍都看不出错,然后是一个i打成了x,泪目。
最大流
二分
uva10735 Euler Circuit 给定一个混合图(有有向边和无向边),然后要你求一条欧拉回路(遍历所有边后回到出发点)。 1.欧拉回路建图,给无向边定向。最终要是in[i]==out[i],那就先给无向边随便定向,d[i]=in[i]-out[i],若d[i]为奇数则无解(反一条边,d[i]会变化2)。
  对于d[i]>0,则最多要改d[i]/2条入边,(i,t,d[i]/2)
  对于d[i]<0,则最多要该(-d[i])/2条出边,(s,i,(-d[i])/2)
  每条无向边最多更改一次,(x,y,1)
  跑最大流,满流则有解。

2.输出欧拉回路(套圈算法)。随便从一个点开始遍历,走出一个圈,但是有一些边可能还没走,又有一个圈。做法就是起点开始遍历,dfs遍历其相邻的点,如果一个点没有相邻点了就压到栈里。倒序输出。

最大流
欧拉回路
构图

         

 

 

       
         
         
         
         
         
         
         
       

 

 

 

 

 

posted @ 2016-10-07 09:20  konjac蒟蒻  阅读(301)  评论(0编辑  收藏  举报