终于决定开始学习网络流了=.=
<<图论算法理论、实践与应用>>那本书讲了很多关于求最大流的算法,然后我就只挑了一种传说中神奇的SAP算法学习。
首先引入几个新名词:
1、距离标号:
所谓距离标号 ,就是某个点到汇点的最少的弧的数量(即边权值为1时某个点到汇点的最短路径长度)。
设点i的标号为level[i],那么如果将满足level[i]=level[j]+1的弧(i,j)叫做允许弧 ,且增广时只走允许弧。
2、断层(本算法的Gap优化思想):
gap[i]数组表示距离标号为i的点有多少个,如果到某一点没有符合距离标号的允许弧,那么需要修改距离标号来找到增广路;
如果重标号使得gap数组中原标号数目变为0,则算法结束。
SAP算法框架:
1、初始化;
2、不断沿着可行弧找增广路。可行弧的定义为{( i , j ) , level[i]==level[j]+1};
3、当前节点遍历完以后,为了保证下次再来的时候有路可走,重新标号当前距离,level[i]=min(level[j]+1);
该算法最重要的就是gap常数优化了。
下面对hdu 1532贴上模版:
邻接矩阵:
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1 #include2 #include 3 #include 4 using namespace std; 5 #define MAXN 222 6 #define inf 100000000+1000 7 int map[MAXN][MAXN];//存图 8 int pre[MAXN];//记录当前点的前驱 9 int level[MAXN];//记录距离标号10 int gap[MAXN];//gap常数优化11 int NV,NE;12 13 //入口参数vs源点,vt汇点14 int SAP(int vs,int vt){15 memset(pre,-1,sizeof(pre));16 memset(level,0,sizeof(level));17 memset(gap,0,sizeof(gap));18 gap[0]=vt;19 int v,u=pre[vs]=vs,maxflow=0,aug=inf;20 while(level[vs] 0&&level[u]==level[v]+1){24 break;25 }26 }27 if(v<=vt){28 pre[v]=u;29 u=v;30 if(v==vt){31 aug=inf;32 //寻找当前找到的一条路径上的最大流 33 for(int i=v;i!=vs;i=pre[i]){34 if(aug>map[pre[i]][i])aug=map[pre[i]][i];35 }36 maxflow+=aug;37 //更新残留网络38 for(int i=v;i!=vs;i=pre[i]){39 map[pre[i]][i]-=aug;40 map[i][pre[i]]+=aug;41 }42 u=vs;//从源点开始继续搜43 }44 }else {45 //找不到可行弧46 int minlevel=vt;47 //寻找与当前点相连接的点中最小的距离标号48 for(v=1;v<=vt;v++){49 if(map[u][v]>0&&minlevel>level[v]){50 minlevel=level[v];51 }52 }53 gap[level[u]]--;//(更新gap数组)当前标号的数目减1;54 if(gap[level[u]]==0)break;//出现断层55 level[u]=minlevel+1;56 gap[level[u]]++;57 u=pre[u];58 }59 }60 return maxflow;61 }62 63 int main(){64 int n,m,u,v,cap;65 while(~scanf("%d%d",&m,&n)){66 memset(map,0,sizeof(map));67 for(int i=1;i<=m;i++){68 scanf("%d%d%d",&u,&v,&cap);69 map[u][v]+=cap;70 }71 printf("%d\n",SAP(1,n));72 }73 return 0;74 }75 76 77 78 79 80 81 82
邻接表:
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1 #include2 #include 3 #include 4 #include 5 using namespace std; 6 #define MAXN 444 //邻接表要开边数的2倍 7 8 struct Edge{ 9 int v,cap,next;10 }edge[MAXN];11 int level[MAXN];//标记层次(距离标号)12 13 //间隙优化,定义gap[i]为标号是i的点的个数14 //在重标记i时,检查gap[level[i]],若减为0,这算法结束。15 int gap[MAXN];16 17 int pre[MAXN];//前驱18 int cur[MAXN];19 int head[MAXN];20 int NV,NE;21 22 //NE为边数,初始化为0;23 void Insert(int u,int v,int cap,int cc=0){24 edge[NE].cap=cap;edge[NE].v=v;25 edge[NE].next=head[u];head[u]=NE++;26 27 edge[NE].cap=cc;edge[NE].v=u;28 edge[NE].next=head[v];head[v]=NE++;29 }30 31 32 //参数,源点,汇点33 int SAP(int vs,int vt){34 memset(level,0,sizeof(level));35 memset(pre,-1,sizeof(pre));36 memset(gap,0,sizeof(gap));37 //cur[i]保存的是当前弧38 for(int i=0;i<=NV;i++)cur[i]=head[i];39 int u=pre[vs]=vs;//源点的pre还是其本身40 int maxflow=0,aug=-1;41 gap[0]=NV;42 while(level[vs] level[v]){71 cur[u]=i;//保存弧72 minlevel=level[v];73 }74 }75 if((--gap[level[u]])==0)break;//更新gap数组后如果出现断层,则直接退出。76 level[u]=minlevel+1;//重标号77 gap[level[u]]++;//距离标号为level[u]的点的个数+1;78 u=pre[u];//转当前点的前驱节点继续寻找可行弧79 }80 return maxflow;81 } 82 83 int main(){84 int m;//边的条数85 while(~scanf("%d%d",&m,&NV)){86 memset(head,-1,sizeof(head));87 NE=0;88 for(int i=1;i<=m;i++){89 int u,v,cap;90 scanf("%d%d%d",&u,&v,&cap);91 Insert(u,v,cap);92 }93 printf("%d\n",SAP(1,NV));94 }95 return 0;96 }