在该算法中,寻找增广路和改进网络流的方法称为标记法。
对于标记的过程不多加阐述,以下对标记的程序实现做下小小总结:
1:在程序中需要定义三个数组变量分别是flag[],prev[],alpha[],其中:
flag[]表示顶点的状态,其元素取值及其含义为:-1表示未标号,0表示已标号未检查,1表示已标号已检查
prev[]为标号的第一个分量:指明标号是从哪一个顶点那里得到的,以便找出可改进量
alpha[]为标号的第二个分量,用以确定增广路的可改进量
2:每一次的标号过程如下
(1)先将flag,prev,alpha这3个数组初始化为-1
(2)将源点初始化为已标号未检查的顶点,即flag[0]=0,prev[0]=0,alpha[0]=INF,INF表示为无穷大;并将源点入队列
(3)当队列非空并且汇点没有标号的时候,从队列头取出队列的头顶点,设这个顶点为v,v肯定为已标号未检查的顶点;因此,检查顶点v的正向和反向的“邻接”顶点,如果没有标号当前可以进行标号,则对这些顶点进行标号并入队,这些顶点都是已标号未检查的顶点,此后顶点v为已标号已检查的顶点了。反复执行这一步直到队列为空或者汇点已获得标号
3:
标号完毕后,要进行调整,调整方法是:从汇点出发,通过标号的第一个分量采用“倒向追踪”的方法,一直找到源点为止,这个过程途径顶点和弧就构成了增广路。可改进量为汇点的第二个分量
参考模版:
#include<stdio.h> #include<string.h> #include<math.h> #define MAX 1000 #define INF 100000 #define MIN(a,b) ((a)<(b) ? (a):(b)) struct map//弧结构 { int c,f;//容量,流量 }edge[MAX][MAX]; int m,n;//弧数 顶点数 int flag[MAX]; //顶点的状态,-1未标号,0已标号未检查,1已标号已检查 int pre[MAX]; //标号的第一个分量:指明标号从哪个顶点得到,以便找出改进量 int alpha[MAX]; //标号的第二个分量,可改进量β int queue[MAX]; //模拟队列 int qs,qe; //队列头和队列尾位置 int v; //从队列里取出来的队头元素 int i,j; //寻找增广路 void BFS(){ memset(flag, 0xff, sizeof(flag)); //初始化为-1 memset(pre, 0xff, sizeof(pre)); memset(alpha, 0xff, sizeof(alpha)); flag[0] = 0; //源点初始化,已标号未检查 pre[0] = 0; alpha[0] = INF; qs = qe = 0; queue[qe] = 0; //源点入队列 qe++; while(qs<qe && flag[n-1]==-1) { v= queue[qs]; //取出队列头顶点 qs++; for(i=0; i<n; i++)//检查顶点v的正向和反向邻接点 { if(flag[i] == -1)//顶点未标号 { if(edge[v][i].c<INF && edge[v][i].f<edge[v][i].c)//正向且未满 { flag[i] = 0; //给顶点i标号(已标号未检查) pre[i] = v; alpha[i] = MIN(alpha[v],edge[v][i].c-edge[v][i].f); queue[qe] = i; //顶点i入队列 qe ++; } else if(edge[i][v].c<INF && edge[i][v].f>0) //反向且有流量 { flag[i] = 0; //给顶点i标号(已标号未检查) pre[i] = -v; alpha[i] = MIN(alpha[v], edge[i][v].f); queue[qe] = i; //顶点i入队列 qe ++; } } } flag[v] = 1; //顶点i已标号已检查 } } //Ford_Fulkerson算法 void Ford_Fulkerson() { while(1) { BFS(); if( alpha[n-1]==0 || flag[n-1]==-1 ) //当汇点没有获得标号,或者汇点调整量为0, 应该退出循环 break; //当汇点有标号,应该进行调整 int k1=n-1, k2=abs( pre[k1] ); int a = alpha[n-1]; //可改进量 while(1) { if(edge[k2][k1].f <INF) //正向 edge[k2][k1].f = edge[k2][k1].f + a; else //反向 edge[k1][k2].f = edge[k1][k2].f - a; if(k2 == 0) //调整一直到源点v0 break; k1 = k2; k2 = abs( pre[k2] ); } alpha[n-1] = 0; } } //求最大流 void Max_flow() { int maxflow = 0; for(i=0; i<n; i++) { for(j=0; j<n; j++) { if(i==0 && edge[i][j].f<INF)//求源点的流出量 即最大流 maxflow += edge[i][j].f; if(edge[i][j].f < INF) printf("%d->%d:%d\n",i,j,edge[i][j].f); } } printf("maxflow: %d\n",maxflow); } int main() { int u,v,c,f; scanf("%d%d",&n,&m); for(i=0; i<n; i++) for(j=0; j<n; j++) edge[i][j].c = edge[i][j].f = INF; for(i=0; i<m; i++) //读入每条弧 { scanf("%d%d%d%d",&u,&v,&c,&f); edge[u][v].c = c; //构造邻接矩阵 edge[u][v].f = f; } Ford_Fulkerson(); Max_flow(); return 0; }