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网络流

时间:2015-04-13 23:00:46      阅读:210      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:acm   algorithm   算法   网络   

网络流

         网络流问题的详细介绍可以看刘汝佳<<入门经典>>和<<训练指南>>相关部分。注意:下面的网络流模板里面考虑的都是有向图,如果要处理无向图,那么对于无向图的每条边,你需要再图上添加两个方向的边各一条且流量费用相同。

         熟练模板并不是问题,问题是如何把实际的问题转化为网络流的问题来解决。

直接给出最大流的模板:

//最大流模板,可处理重边
//且节点编号从1到n,边编号从0到m-1
#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<queue>
#include<vector>
#define INF 1e9
using namespace std;
const int maxn=15+5;//之前这里只写10+5,一直TLE,真是悲剧

struct Edge
{
    Edge(){}
    Edge(int from,int to,int cap,int flow):from(from),to(to),cap(cap),flow(flow){}
    int from,to,cap,flow;
};

struct Dinic
{
    int n,m,s,t;            //结点数,边数(包括反向弧),源点与汇点编号
    vector<Edge> edges;     //边表 edges[e]和edges[e^1]互为反向弧
    vector<int> G[maxn];    //邻接表,G[i][j]表示结点i的第j条边在e数组中的序号
    bool vis[maxn];         //BFS使用,标记一个节点是否被遍历过
    int d[maxn];            //d[i]表从起点s到i点的距离(层次)
    int cur[maxn];          //cur[i]表当前正访问i节点的第cur[i]条弧

    void init(int n,int s,int t)
    {
        this->n=n,this->s=s,this->t=t;
        for(int i=1;i<=n;i++) G[i].clear();
        edges.clear();
    }

    void AddEdge(int from,int to,int cap)
    {
        edges.push_back( Edge(from,to,cap,0) );
        edges.push_back( Edge(to,from,0,0) );
        m = edges.size();
        G[from].push_back(m-2);
        G[to].push_back(m-1);
    }

    bool BFS()
    {
        memset(vis,0,sizeof(vis));
        queue<int> Q;//用来保存节点编号的
        Q.push(s);
        d[s]=0;
        vis[s]=true;
        while(!Q.empty())
        {
            int x=Q.front(); Q.pop();
            for(int i=0; i<G[x].size(); i++)
            {
                Edge& e=edges[G[x][i]];
                if(!vis[e.to] && e.cap>e.flow)
                {
                    vis[e.to]=true;
                    d[e.to] = d[x]+1;
                    Q.push(e.to);
                }
            }
        }
        return vis[t];
    }

    //a表示从s到x目前为止所有弧的最小残量
    //flow表示从x到t的最小残量
    int DFS(int x,int a)
    {
        if(x==t || a==0)return a;
        int flow=0,f;//flow用来记录从x到t的最小残量
        for(int& i=cur[x]; i<G[x].size(); i++)
        {
            Edge& e=edges[G[x][i]];
            if(d[x]+1==d[e.to] && (f=DFS( e.to,min(a,e.cap-e.flow) ) )>0 )
            {
                e.flow +=f;
                edges[G[x][i]^1].flow -=f;
                flow += f;
                a -= f;
                if(a==0) break;
            }
        }
        return flow;
    }

    int Maxflow()
    {
        int flow=0;
        while(BFS())
        {
            memset(cur,0,sizeof(cur));
            flow += DFS(s,INF);
        }
        return flow;
    }
}DC;


int main()
{
    int T; scanf("%d",&T);
    for(int kase=1; kase<=T; ++kase)
    {
        int n,m;
        scanf("%d%d",&n,&m);
        DC.init(n,1,n);
        while(m--)
        {
            int u,v,w;
            scanf("%d%d%d",&u,&v,&w);
            DC.AddEdge(u,v,w);
        }
        printf("Case %d: %d\n",kase,DC.Maxflow());
    }
    return 0;
}

最小费用最大流模板

#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<queue>
#include<algorithm>
#include<vector>
#define INF 1e9
using namespace std;
const int maxn=200+10;

struct Edge
{
    int from,to,cap,flow,cost;
    Edge(){}
    Edge(int f,int t,int c,int fl,int co):from(f),to(t),cap(c),flow(fl),cost(co){}
};

struct MCMF
{
    int n,m,s,t;
    vector<Edge> edges;
    vector<int> G[maxn];
    bool inq[maxn];     //是否在队列
    int d[maxn];        //Bellman_ford单源最短路径
    int p[maxn];        //p[i]表从s到i的最小费用路径上的最后一条弧编号
    int a[maxn];        //a[i]表示从s到i的最小残量

    //初始化
    void init(int n,int s,int t)
    {
        this->n=n, this->s=s, this->t=t;
        edges.clear();
        for(int i=0;i<n;++i) G[i].clear();
    }

    //添加一条有向边
    void AddEdge(int from,int to,int cap,int cost)
    {
        edges.push_back(Edge(from,to,cap,0,cost));
        edges.push_back(Edge(to,from,0,0,-cost));
        m=edges.size();
        G[from].push_back(m-2);
        G[to].push_back(m-1);
    }

    //求一次增广路
    bool BellmanFord(int &flow, int &cost)
    {
        for(int i=0;i<n;++i) d[i]=INF;
        memset(inq,0,sizeof(inq));
        d[s]=0, a[s]=INF, inq[s]=true, p[s]=0;
        queue<int> Q;
        Q.push(s);
        while(!Q.empty())
        {
            int u=Q.front(); Q.pop();
            inq[u]=false;
            for(int i=0;i<G[u].size();++i)
            {
                Edge &e=edges[G[u][i]];
                if(e.cap>e.flow && d[e.to]>d[u]+e.cost)
                {
                    d[e.to]= d[u]+e.cost;
                    p[e.to]=G[u][i];
                    a[e.to]= min(a[u],e.cap-e.flow);
                    if(!inq[e.to]){ Q.push(e.to); inq[e.to]=true; }
                }
            }
        }
        if(d[t]==INF) return false;
        flow +=a[t];
        cost +=a[t]*d[t];
        int u=t;
        while(u!=s)
        {
            edges[p[u]].flow += a[t];
            edges[p[u]^1].flow -=a[t];
            u = edges[p[u]].from;
        }
        return true;
    }

    //求出最小费用最大流
    int Min_cost()
    {
        int flow=0,cost=0;
        while(BellmanFord(flow,cost));
        return cost;
    }
}MM;

网络流应用

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原文地址:http://blog.csdn.net/u013480600/article/details/45032197

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