最大流问题------Ford-Fulkerson算法(增广路径)

Ford-Fulkerson算法(增广路算法)

增广路定理:设容量网络 G(V, E) 的一个可行流为 f, f 为最大流的充要条件是在容量网络中不存在增广路。

从任何的一个可行流开始,寻找增广路对网络进行增广,直到网络中不存在增广路径。

怎么证明当无法再寻找到增广路径时,就证明当前网络是最大流网络呢?

最大流最小割定理:网络的最大流等于最小割。

证明:

  1. 任意一个流 <= 任意一个割

    自来水厂通水,水流从自来水厂到家,形成一个流。

    当小偷偷走其中的几个管道,相当于形成一个割。

    这时,几个管道的缺失部分都会有水流出来,流出的水的和 == 原来的流。

    几个管道的容量加起来就是割

    那么流必定小于割
    最大流问题------Ford-Fulkerson算法(增广路径)_第1张图片

  2. 当一个流 == 一个割 ,就构造出和最大流的割

    达到最大流时,必定没有增广路,即残留网络中源汇点之间没有通路。

    ( 源点能到的点 ) -> ( 源点到不了的点 ) 的边必定会满流,否则就能增广。

    这些中间的满流边之和就是最大流

    把这些满流边作为割。

  3. 最大流等于最小割

    假设残留网络Gf不存在增广路,所以在残留网络中不存在从源点到汇点的路。

    S集合 = 残留网络中源点能够到达的点。

    T集合 = 残留网络中源点不能够到达的点

    (S,T)构成割(S,T)

    f(u,v)=c(u,v)。即满流边。

    f(u,v)

所以当找不到增广路时,此时f一定是最大流。

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