卐学习笔记卐 漫谈网络流
写在前面的话
网络流是什么?能干什么?
简而言之,网络流(network-flows) 是一种类比水流的算法,是用在图论上的。
它的应用遍布通讯、运输、电力、工程规划、任务分派、设备更新以及计算机辅助设计等众多领域,可不只能帮你打NOIP或ACM哟~~
它其实一点也不难。
Lead In
我们来看一个经典的问题。
这里有一张图:
有向图的边权表示流量,问:从A到D能流多少过去?
假设不存在水管爆了等特殊情况。
Method
可以发现,这里有一条Fantastic的路径
所以最大值为1?
很遗憾,最大值为2。
因为可以A-B-D + A-C-D = 2。
True Method
引入网络流Dinic算法。
有点类似BFS,但是在跑出一条合法路径时,需要做一件奇怪的事情。
建反向边。
What?
就是这样:
解释一下。
在跑出一条可行路后,反向建边。
同时给正边减掉最终流到终点的值,反边加上最终流到终点的值。
于是就有了上面那张图。
那有什么用呢?
哝↓
于是就有了另一条可以走的边
可以证明,这个算法是正确的。
So , How ?
Prove
其实在我们走B-C的反向边C-B时,相当于把这段流量退了回去。让B点的流量流向D。
这样做的前提是,发现了另一条可以到达C的路径也就是A-C。
可以这么理解,A-C最终接上了C-D,而A-B接上了B-D。
Attention
注意Dinic算***选择包含弧最少的路径来流。
附录
优秀的Dinic代码:
bool Bfs() { while(!q.empty()) q.pop(); memset(vis,0,sizeof(vis)); memset(incf,0x3f,sizeof(incf)); q.push(S); vis[S]=1; while(!q.empty()) { int x=q.front(); q.pop(); for(int i=h[x];i;i=a[i].next) { if(vis[a[i].to]||!a[i].v) continue; incf[a[i].to]=min(incf[x],a[i].v); p[a[i].to]=i; q.push(a[i].to); vis[a[i].to]=1; if(a[i].to==T) return 1; } } return 0; } void Dfs() { int x=T; while(x!=S) { int i=p[x]; a[i].v-=incf[T]; a[i^1].v+=incf[T]; x=a[i^1].to; } maxflow+=incf[T]; }
使用:
while(Bfs()) Dfs();