push-relable浅谈
来源:互联网 发布:淘宝的人工客服在哪 编辑:程序博客网 时间:2024/05/22 16:06
算法步骤:
- 初始化前置流:将与源点s相连的管道流量f(0,i)设为该管道的容量,即 f(0,i)=c(0,i);将源点s的高度h(0)=V,(V表示图的顶点个数),其余顶点高度h(i)=0;将源的点余量e(0)设为源容量减去源的流出量,即e(0)=-∑f(0,i)=-∑c(0,i),与源s相连的点余量设为该点的流入量e(i)=c(0,i),其余点都为0。
- 构造一个存储顶点的队列vlist,用以检查点的压栈。从源点s出发,将与之相连的顶点压入栈。
- 每次从栈中取首个元素,即某一个点,检查其点余量e(i),若不为0,表示要对该点进行操作——重标记或者压入流:检查与该点i全部的相邻点j,若该点比它相邻点的高度大h(i)>h(j)且该管道的容量c(i,j)大于流量f(i,j)时,将该点的余量以最大方式压入该管道delta=min(e(i), c(i,j)-f(i,j)), 点余量e、流量f相应的进行减加,另外在队列中加入满足点余量e(j)>0的相邻点j(vlist.push(j); j原不存在该队列中);若没有相邻点满足上述条件,则将该点的高度值h(i)根据相邻点j进行增加,h(i)=min(h(j))+1。以上的重标记或压入流操作循环进行,直至该点的余量e(i)为0。
- 重复第3步,直至队列vlist中没有元素,停止算法,最后输出汇点t的余量e(t),t=V-1, 该值就是最后所求的最大流。最小割就是选择以上
扩展:
- Push-Relabel算法中的顶点i的最大增加量为2V-1,(数学上可以证明),因此到最后可能与源相邻的某个点i会以高度h(i)>V的方式将多余量返回给源(源的高度值始终是V);
- Push-Relabel算法的复杂度为O(V2E)
//The Push-Relabel Algorithm 最大流的压入与重标记算法#include "stdafx.h"#include#include#include#include#includeusing namespace std;const int N = 100;bool isMark[N] = {false};bool isCheck[N] = {false};bool flag[N]; //顶点是否在队列 vlist 中int c[N][N], //有向边的容量e[N], //余流f[N][N], //流h[N], //高度n; //顶点数list vlist, //待排除顶点vNearArr[N]; //邻接表void Push(int x, int y){ int df = min(e[x], c[x][y]- f[x][y]); f[x][y] += df; f[y][x] = -f[x][y]; e[x] -= df; e[y] += df;}void Relabel(int x){ h[x] = n*2-1; for (list::iterator iter = vNearArr[x].begin(); iter != vNearArr[x].end(); ++iter) if (h[*iter] < h[x] && c[x][*iter] > f[x][*iter]) h[x] = h[*iter]; ++h[x];}void Discharge(int x){ list::iterator iter = vNearArr[x].begin(); while (e[x] > 0) //有余流 { if (iter == vNearArr[x].end()) { Relabel(x); iter = vNearArr[x].begin(); } if (h[x] == h[*iter]+1 && c[x][*iter] > f[x][*iter]) { Push(x, *iter); if (e[*iter] > 0 && !flag[*iter]) vlist.push_back(*iter); } ++iter; }}void Check(int index){ isCheck[index] = true; int i=0; while (i { if(c[index][i]>0 && (c[index][i]-f[index][i]>0)) //有余流 isMark[i] = true; i++; }}void FindMinCut()//最小割存在于源s能够到达的所有点集合(包括s),即s能够通过余量到达该点{ isMark[0] = true; //s永久可达到 int i=0; while (i { if(isMark[i] && !isCheck[i]) { Check(i); i = 0; } else i++; } }int Push_Relabel(){ vlist.clear(); //初始化前置流 h[0] = n; e[0] = 0; memset(flag+1, 0, n-2); //1和n-1(即源和汇)不在 vlist 中 flag[0] = true; flag[n-1] = true; //防止源、汇进入 vlist for (int i = 1; i < n; ++i) { h[i] = 0; //初始化各顶点高度为 h(i)=0 f[0][i] = c[0][i]; //初始化源与其他与之相连的 边流量f(0,i)=边容量c(0,i) f[i][0] = -c[0][i]; //反向边容量 e[0] -= c[0][i]; //初始化源的 点余量e(0)=-c(0,i) e[i] = c[0][i]; //初始化其他 点余量e(i)=c(0,i) if (c[0][i] > 0 && i != n-1) { vlist.push_back(i); //待排除顶点,压入栈 flag[i] = true; } } //构造邻接表,每个点i的列表vNearArr[i]中存储与点i在图上相邻的点 for (int i = 0; i < n-1; ++i) for (int j = i; ++j < n; ) if (c[j][i] > 0 || c[i][j] > 0) { vNearArr[i].push_back(j); vNearArr[j].push_back(i); }; //排除队列中的顶点 while (!vlist.empty()) { int x = vlist.front(); Discharge(x); vlist.pop_front(); flag[x] = false; } FindMinCut(); return e[n-1];}int main(){ int m; fstream fptr; fptr.open("graph_data.txt",ios::in); fptr>>m; fptr>>n; for (int i = 0; i < n; ++i) { memset(c, 0, sizeof(c[0][0])*n); memset(f, 0, sizeof(f[0][0])*n); vNearArr[i].clear(); } int x, y, w; while (!fptr.eof()) { fptr>>x; fptr>>y; fptr>>c[x][y]; } fptr.close(); printf("%d\n", Push_Relabel()); //计算从0(源)到 n-1(汇)的最大流 for (int i=0; i { if(isMark[i]) printf("%d ", i); } printf("\n"); system("PAUSE");}
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