上下流相关的网络流的各种问题在Amber大牛的《图论原理》里讲的特备清楚。。。。。资料需要网上下载。。我就把原文摘抄下来吧。。。。。。
问题模型:
给定一个加权的有向图,满足:
(1)容量限制条件:
(2)流量平衡条件:
(2)中的即除了源汇外,所有点都满足流量平衡条件,则称G为有源汇网络;否则,即不存在源汇,所有点都满足流量平衡条件,则称G为无源汇网络。
将这类问题由易到难一一解决:
问题[1] 求无源汇的网络有上下界的可行流
由于下界是一条弧上的流必需要满足的确定值。下面引入必要弧的概念:必要弧是一定流要满的弧。必要弧的构造,将容量下界的限制分离开了,从而构造了一个没有下界的网络G’:
由于必要弧的有一定要满的限制,将必要弧“拉”出来集中考虑:
添加附加源x, 附加汇y。想像一条不限上界的(y, x),用必要弧将它们“串”起来,即对于有向必要弧(u, v),添加(u, y),(x, v),容量为必要弧容量。这样就建立了一个等价的网络。
一个无源汇网络的可行流的方案一定是必要弧是满的。若去掉(y, x)后,附加源x到附加汇y的最大流,能使得x的出弧或者y的入弧都满,充要于原图有可行流。
算法:
1. 按上述方法构造新网络(分离必要弧,附加源汇)
2. 求附加源x到附加汇y的最大流
3. 若x的出弧或y的入弧都满,则有解,将必要弧合并回原图;否则,无解。
问题[2] 求有源汇的网络有上下界的可行流
加入边(t, s),下界为0(保证不会连上附加源汇x, y),不限上界,将问题[2]转化为问题[1]来求解。
问题[3]求有源汇的网络有上下界的最大流
算法:
1. 先转化为问题[2]来求解一个可行流。若可行无解,则退出。由于必要弧是分离出来的,所以就可以把必要弧(附加源汇及其临边)及其上的流,暂时删去。再将(T,S)删去,恢复源汇。
2. 再次,从S到T找增广轨,求最大流。
3. 最后将暂时删去的下界信息恢复,合并到当前图中。输出解。
这样既不破坏下界(分离出来)也不超出上界(第2步满足容量限制),问题解决。
问题[4]求有源汇的网络有上下界的最小流
算法:
1. 同问题[3]。
2. 从T到S找增广轨,不断反着改进。
3. 同问题[3]。
问题[3]与问题[4]的另一种简易求法:
注意问题[2]中,构造出的(t, s),上下界几乎没什么限制。下面看看它的性质:
定理:如果从s到t有一个流量为a的可行流f,那么从t到s连一条弧(t, s),其流量下界b(t, s) = a,则这个图一定有一个无源汇的可行流:除了弧(t, s)的容量为a外,其余边的容量与f相同。
证明:如果从s到t的最大流量为amax,那么从t到s连一条下界b(t, s) = a’ > amax的弧(t, s),则从在这个改造后的图中一定没有无源汇的可行流:否则将这个可行流中的弧(t, s)除去,就得到了原图中s到t的流量为a’的流,大于最大流量amax,产生矛盾。
可以二分枚举这个参数a,即下界b(t, s),每次用问题[1]判断是否有可行流。这样就可以求出最大流。
同理,问题[4]要求最小流,只要二分枚举上界c(t, s)即可。
因为朴素的预流推进算法O(N3),总复杂度为O(N3 log2流量) 。
思路:
无源汇 (附加源汇+最大解决)
有源汇 (附加(T,S)->无源汇)
根据这个讲解自己写一个相应的程序就可以了。。。这个题里面。。把每一行看成一个点。。每一列看成一个点来建图。。。。(IMPOSSIBLE少写一个s wa了半天。。挥泪呀。。。。TT。。。)
还有就是网上的上下界的网络流之类的的题不是很多。。。建议好好刷每一道题。。。。。
( 在给一个小小的OJ bug就是虽然说每两个case间输出空行。。其实不要理会。。。每个case都输出也会是对的。。。。OJ不会去判最后的那一行有没有空行。。。。不过只试用于现阶段呀。。。有一次校赛。。就专门卡这个。。还提示wa。。。可想而知当时的结果。。。。。)
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2 2 3 8 10 5 6 7 4 0 2 > 2 2 1 = 3 2 3 > 2 2 3 < 5 2 2 4 5 6 7 1 1 1 > 10
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2 3 3 3 3 4 IMPOSSIBLE
#include<iostream> #include<cstdio> #include<string> using namespace std; #define maxM 50000 #define maxN 500 #define inf 1<<30 struct node{ int u,v,f,next; }edge[maxM]; int head[maxN],p,lev[maxN],cur[maxN]; int que[maxM],tre[maxN],up[maxN][50],low[maxN][50]; void init1(int n,int m){ p=0,memset(head,-1,sizeof(head)),memset(tre,0,sizeof(tre)); for(int i=0;i<=n;i++) for(int j=0;j<=m;j++) up[i][j]=inf,low[i][j]=0; } bool bfs(int s,int t){ int qin=0,qout=0,u,i,v; memset(lev,0,sizeof(lev)); lev[s]=1,que[qin++]=s; while(qout!=qin){ u=que[qout++]; for(i=head[u];i!=-1;i=edge[i].next){ if(edge[i].f>0 && lev[v=edge[i].v]==0){ lev[v]=lev[u]+1,que[qin++]=v; if(v==t) return 1; } } } return lev[t]; } int dinic(int s,int t){ int qin,u,i,k,f; int flow=0; while(bfs(s,t)){ memcpy(cur,head,sizeof(head)); u=s,qin=0; while(1){ if(u==t){ for(k=0,f=inf;k<qin;k++) if(edge[que[k]].f<f) f=edge[que[i=k]].f; for(k=0;k<qin;k++) edge[que[k]].f-=f,edge[que[k]^1].f+=f; flow+=f,u=edge[que[qin=i]].u; } for(i=cur[u];cur[u]!=-1;i=cur[u]=edge[cur[u]].next) if(edge[i].f>0 && lev[u]+1==lev[edge[i].v]) break; if(cur[u]!=-1) que[qin++]=cur[u],u=edge[cur[u]].v; else{ if(qin==0) break; lev[u]=-1,u=edge[que[--qin]].u; } } } return flow; } void addedge(int u,int v,int f){ edge[p].u=u,edge[p].v=v,edge[p].f=f,edge[p].next=head[u],head[u]=p++; edge[p].u=v,edge[p].v=u,edge[p].f=0,edge[p].next=head[v],head[v]=p++; } bool buit(int n,int m){ for(int i=1;i<=n;i++) for(int j=1;j<=m;j++) if(low[i][j]>up[i][j]) return 0; else{ tre[i]-=low[i][j],tre[j+n]+=low[i][j]; addedge(i,j+n,up[i][j]-low[i][j]); } return 1; } void limitflow(int s,int t,int n,int m){ int i,j,x,y; x=t+1,y=t+2; for(i=0;i<=t;i++){ if(tre[i]>0) addedge(x,i,tre[i]); else if(tre[i]<0) addedge(i,y,-tre[i]); } addedge(t,s,inf); dinic(x,y); for(i=head[x];i!=-1;i=edge[i].next) if(edge[i].f){ printf("IMPOSSIBLE\n\n"); return ; } for(i=head[t];i!=-1;i=edge[i].next) if(edge[i].v==s) break; if(i<0){ printf("IMPOSSIBLE\n\n"); return; } for(i=1;i<=n;i++){ for(j=1;j<m;j++) printf("%d ",edge[((i-1)*m+j)*2-1].f+low[i][j]); printf("%d\n",edge[i*m*2-1].f+low[i][j]); } printf("\n"); } int main(){ int cas,cas1,n,m,i,j,sum1,sum2; int u,v,d,f1,t1,f2,t2,s,t; char c[5]; scanf("%d",&cas); for(int tt=1;tt<=cas;tt++){ scanf("%d%d",&n,&m); s=0,t=n+m+1,sum1=0,sum2=0; init1(n,m); for(i=1;i<=n;i++) scanf("%d",&u),tre[s]-=u,tre[i]+=u,sum1+=u;; for(i=n+1;i<=n+m;i++) scanf("%d",&u),tre[i]-=u,tre[t]+=u,sum2+=u; scanf("%d",&cas1); while(cas1--){ scanf("%d%d%s%d",&u,&v,c,&d); f1=t1=u,f2=t2=v; if(u==0) f1=1,t1=n; if(v==0) f2=1,t2=m; for(i=f1;i<=t1;i++) for(j=f2;j<=t2;j++){ if(c[0]=='='){ low[i][j]=max(d,low[i][j]),up[i][j]=min(d,up[i][j]); }else if(c[0]=='>'){ low[i][j]=max(d+1,low[i][j]); }else if(c[0]=='<'){ up[i][j]=min(d-1,up[i][j]); } } } if(sum1==sum2 && buit(n,m)) limitflow(s,t,n,m); else printf("IMPOSSIBLE\n\n"); } return 0; }