zoukankan      html  css  js  c++  java

  • 二分图/网络流/最小割/最大流/最小费用最大流等等 模板

    二分图匹配：

     1.Hungary  O(n * m)  n为二分图左侧点数  m为二分图右侧点数

    #include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=1e7;
struct node{
    int from,to,nxt;
}e[N];
int head[N],cnt;
int n;
int v[N],ans,A,B,d[N];
void add(int from,int to){
    e[++cnt].nxt=head[from];
    e[cnt].from=from;
    e[cnt].to=to;
    head[from]=cnt;
    return;
}
bool ok(int from){
    for(int i=head[from];i;i=e[i].nxt){
        int to=e[i].to;
        if(!v[to]){
            v[to]=1;
            if(d[to]==-1||ok(d[to])){
                d[to]=from;
                return 1;
            }
        }
    }
    return 0;
}
int main(){
    scanf("%d%d%d",&A,&B,&n);
    for(int i=1;i<=n;i++){
        int x,y;
        scanf("%d%d",&x,&y);
        if(x>A||y>B)continue;
        add(x,y);
    }
    memset(d,-1,sizeof d);
    for(int i=1;i<=A;i++){
        for(int j=1;j<=B;j++)v[j]=0;
        if(ok(i))ans++;
    }
    printf("%d",ans);
}
    Hungary

     2.Dinic  O(n * √m)  n,m含义同上

    #include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int inf=0x3f3f3f3f;
const int N=3000010;
int s,t,n,m,x,y,z,maxflow,deep[N],A,B;
struct Edge{
    int next,to,w;
}e[N];
int cnt=-1,head[N],cur[N];
queue<int >q;
void add(int from,int to,int w){
    e[++cnt].next=head[from];
    e[cnt].to=to;
    e[cnt].w=w;
    head[from]=cnt;
}
bool bfs(int s,int t){
    for(int i=0;i<=n+1;i++)deep[i]=inf; 
    for(int i=0;i<=n+1;i++)cur[i]=head[i]; 
    while(!q.empty())q.pop();
    deep[s]=0;
    q.push(s);
    while(!q.empty()){
        int from=q.front();
        q.pop();
        for(int i=head[from];i!=-1;i=e[i].next){
            if(deep[e[i].to]==inf&&e[i].w){
                deep[e[i].to]=deep[from]+1;
                q.push(e[i].to);
            }
        }
    }
    if(deep[t]<inf)return 1;
    else return 0;
}
int dfs(int from,int t,int limit){
    if(!limit||from==t)return limit;
    int flow=0,f;
    for(int i=cur[from];i!=-1;i=e[i].next){
        int to=e[i].to;
        cur[from]=i;
        if(deep[to]==deep[from]+1&&(f=dfs(to,t,min(limit,e[i].w)))){
            flow+=f;
            limit-=f;
            e[i].w-=f;
            e[i^1].w+=f;
            if(!limit)break;
        }
    }
    return flow;
}
void dinic(int s,int t){
    while(bfs(s,t)){
        maxflow+=dfs(s,t,inf);
    }
}
int main(){
    memset(head,-1,sizeof head);
    scanf("%d%d%d",&A,&B,&m);
    s=0;
    t=A+B+1;
    n=A+B+1;
    for(int i=1;i<=A;i++){
        add(s,i,1);
        add(i,s,0);
    }
    for(int i=A+1;i<=A+B;i++){
        add(i,t,1);
        add(t,i,0);
    }
    for(int i=1;i<=m;i++){
        scanf("%d%d",&x,&y);
        if(x>A||y>B)continue;
        y+=A;
        add(x,y,1);
        add(y,x,0);
    }
    dinic(s,t);
    printf("%d",maxflow);
    return 0;
}
    Dinic

     二分图小知识: 最大边覆盖=最大独立子集=总点数-最小点覆盖=总点数-最大匹配  (二分图中) 

    最大流/最小割：

    (指定源点汇点时)

     1.Dinic  O(n2 * m)  n为点数  m为边数  代码里加入了当前弧优化

    #include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int inf=0x3f3f3f3f;
const int N=3020000;
int s,t,n,m,x,y,z,maxflow,deep[N];
struct Edge{
    int next,to,w;
}e[N];
int cnt=-1,head[N],cur[N];
queue<int >q;
void add(int from,int to,int w){
    e[++cnt].next=head[from];
    e[cnt].to=to;
    e[cnt].w=w;
    head[from]=cnt;
}
bool bfs(int s,int t){
    for(int i=0;i<=n+1;i++)deep[i]=inf;
    for(int i=1;i<=n;i++)cur[i]=head[i];
    deep[s]=0;
    q.push(s);
    while(!q.empty()){
        int from=q.front();
        q.pop();
        for(int i=head[from];i!=-1;i=e[i].next){
            int to=e[i].to;
            if(deep[to]==inf&&e[i].w){
                deep[to]=deep[from]+1;
                q.push(to);
            }
        }
    }
    if(deep[t]<inf)return 1;
    else return 0;
}
int dfs(int from,int t,int limit){
    if(!limit||from==t)return limit;
    int flow=0,f;
    for(int i=cur[from];i!=-1;i=e[i].next){
        cur[from]=i;
        int to=e[i].to;
        if(deep[to]==deep[from]+1&&(f=dfs(to,t,min(limit,e[i].w)))){
            flow+=f;
            limit-=f;
            e[i].w-=f;
            e[i^1].w+=f;
            if(!limit)break;
        }
    }
    return flow;
}
void dinic(int s,int t){
    while(bfs(s,t)){
        maxflow+=dfs(s,t,inf);
    }
}
int main(){
    memset(head,-1,sizeof head);
    scanf("%d%d%d%d",&n,&m,&s,&t);
    for(int i=1;i<=m;i++){
        scanf("%d%d%d",&x,&y,&z);
        add(x,y,z);
        add(y,x,0);
    }
    dinic(s,t);
    printf("%d",maxflow);
    return 0;
}
    Dinic

      另外Dinic还有两个不常用的优化：

       ①：O(n * m *logC ) C为最大边的容量 具体做法是将边的容量按二进制排序 位数相同的分为一组  以位数从低到高枚举每一组添加到残余网络中并做一遍dinic贡献答案。

       ②：在①的基础上O(玄学) 具体做法是跑①时先不加如反向边  跑完①后再将反向边加入残余网络并做一遍dinic贡献答案 

    至于原理嘛...貌似①在算导上有思考题 

     2.EK O(n * m2)  n,m含义同上  (可能全网只有我一个人这么闲写的链式向前星) 

    #include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int inf=0x3f3f3f3f;
const int N=3020000;
int s,t,n,m,x,y,z,maxflow,limit[N],bac[N],pre[N];
struct Edge{
    int next,to,w;
}e[N];
int cnt=-1,head[N];
queue<int >q;
void add(int from,int to,int w){
    e[++cnt].next=head[from];
    e[cnt].to=to;
    e[cnt].w=w;
    head[from]=cnt;
}
int bfs(int s,int t){
    for(int i=1;i<=n;i++)pre[i]=-1;
    pre[s]=0;
    q.push(s);
    limit[s]=inf;
    while(!q.empty()){
        int from=q.front();
        q.pop();
        if(from==t)break;
        for(int i=head[from];i!=-1;i=e[i].next){
            int to=e[i].to;
            if(pre[to]==-1&&e[i].w>0){
                pre[to]=from;
                bac[to]=i;
                limit[to]=min(limit[from],e[i].w);
                q.push(to);
            }
        }
    }
    if(pre[t]!=-1)return limit[t];
    else return 0;
}
void EK(int s,int t){
    int flow=0; 
    while(flow=bfs(s,t)){
        int k=t;
        while(k!=s){
            e[bac[k]].w-=flow;
            e[bac[k]^1].w+=flow;
            k=pre[k];
        }
        maxflow+=flow;
    }
}
int main(){
    memset(head,-1,sizeof head);
    scanf("%d%d%d%d",&n,&m,&s,&t);
    for(int i=1;i<=m;i++){
        scanf("%d%d%d",&x,&y,&z);
        add(x,y,z);
        add(y,x,0);
    }
    EK(s,t);
    printf("%d",maxflow);
    return 0;
}
    EK

     3.ISAP 理论时间复杂度与Dinic相同  但二分图时ISAP更有优势 
       (另外由于ISAP预处理出来了大致的最大流路径  故当网络流中途带修时ISAP需要重新做bfs  因此优先考虑其他网络流算法)

    #include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int inf=0x3f3f3f3f;
const int N=3020000;
int s,t,n,m,x,y,z,maxflow,deep[N],lay[N];
struct Edge{
    int next,to,w;
}e[N];
int cnt=-1,head[N],cur[N];
queue<int >q;
void add(int from,int to,int w){
    e[++cnt].next=head[from];
    e[cnt].to=to;
    e[cnt].w=w;
    head[from]=cnt;
}
void bfs(int s,int t){
    for(int i=0;i<=n+1;i++){
        deep[i]=inf;
        lay[i]=0;
    } 
    deep[t]=0;
    lay[0]=1;
    q.push(t);
    while(!q.empty()){
        int from=q.front();
        q.pop();
        for(int i=head[from];i!=-1;i=e[i].next){
            int to=e[i].to;
            if(deep[to]==inf){
                deep[to]=deep[from]+1;
                lay[deep[to]]++;
                q.push(to);
            }
        }
    }
    return;
}
int dfs(int from,int t,int limit){
    if(from==t){
        maxflow+=limit;
        return limit;
    }
    int flow=0;
    for(int i=cur[from];i!=-1;i=e[i].next){
        int to=e[i].to;
        cur[from]=i;
        if(deep[to]+1==deep[from]&&e[i].w){
            int f=dfs(to,t,min(e[i].w,limit));
            flow+=f;
            limit-=f;
            e[i].w-=f;
            e[i^1].w+=f;
            if(!limit)return flow;
        }
    }
    lay[deep[from]]--;
    if(lay[deep[from]]==0)deep[s]=n+1;
    deep[from]++;
    lay[deep[from]]++;
    return flow;
}
void ISAP(int s,int t){
    bfs(s,t);
    while(deep[s]<n){
        for(int i=1;i<=n;i++)cur[i]=head[i];
        dfs(s,t,inf);
    }
}
int main(){
    memset(head,-1,sizeof head);
    scanf("%d%d%d%d",&n,&m,&s,&t);
    for(int i=1;i<=m;i++){
        scanf("%d%d%d",&x,&y,&z);
        add(x,y,z);
        add(y,x,0);
    }
    ISAP(s,t);
    printf("%d",maxflow);
    return 0;
}
    ISAP

     4.HLPP(以后补上)

    (没指定源点汇点,只问割边使原图变成两个强连通分量的最小割时)

     1.Stoer-Wagner  O(n3)  n为点数 如果加入prim堆优化可以优化到O(n2logn)  (蒟蒻不会prim堆优化) 

    #include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int MAX=0x3f3f3f3f;
int W[100010],merged[100010],v[100010],mapp[1001][1001];
int S,T,n,m;
int step(){
    int ans=MAX,next=T,maxW;
    for(int i=1;i<=n;i++){
        W[i]=0,v[i]=0;
    }
    for(int i=1;i<=n;i++){
        maxW=-1;
        for(int j=1;j<=n;j++){
            if(!merged[j]&&!v[j]&&maxW<W[j]){
                maxW=W[j];
                next=j;
            }
        }
        if(next==T)break;
        v[next]=1;
        S=T,T=next,ans=maxW;
        for(int j=1;j<=n;j++){
            if(!merged[j]&&!v[j])W[j]+=mapp[T][j];
        }
    }
    return ans;
}
int sto(){
    int ans=MAX;
    for(int i=1;i<n;i++){
        ans=min(ans,step());
        if(!ans)return 0;
        merged[T]=1;
        for(int j=1;j<=n;j++){
            mapp[S][j]+=mapp[T][j];
            mapp[j][S]+=mapp[j][T];
        }
    }
    return ans;
}
int main(){
    scanf("%d%d",&n,&m);
    for(int i=1;i<=m;i++){
        int x,y,z;
        scanf("%d%d%d",&x,&y,&z);
        mapp[x][y]=mapp[y][x]=z;
    }
    printf("%d",sto());
}
    Stoer-Wagner

    最小费用最大流:

     1.EK 时间复杂度O(n * m2)  代码实现将bfs换成了 spfa/其他最短路算法 而已  

       spfa版本:

    #include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int inf=0x3f3f3f3f;
const int N=120000;
int s,t,n,m,x,y,z,d,maxflow,mincost,limit[N],bac[N],pre[N],dis[N],v[N];
struct Edge{
    int next,to,w,dis;
}e[N];
int cnt=-1,head[N];
queue<int >q;
void add(int from,int to,int w,int dis){
    e[++cnt].next=head[from];
    e[cnt].to=to;
    e[cnt].w=w;
    e[cnt].dis=dis;
    head[from]=cnt;
}
int spfa(int s,int t){
    for(int i=1;i<=n;i++){
        dis[i]=inf;
        limit[i]=inf;
        v[i]=0;
    }
    pre[t]=-1;
    q.push(s);
    dis[s]=0;
    v[s]=1;
    while(!q.empty()){
        int from=q.front();
        q.pop();
        v[from]=0; 
        for(int i=head[from];i!=-1;i=e[i].next){
            int to=e[i].to;
            if(dis[to]>dis[from]+e[i].dis&&e[i].w>0){
                dis[to]=dis[from]+e[i].dis;
                pre[to]=from;
                bac[to]=i;
                limit[to]=min(limit[from],e[i].w);
                if(!v[to]){
                    v[to]=1;
                    q.push(to);
                }
            }
        }
    }
    if(pre[t]!=-1)return limit[t];
    else return 0;
}
void MCMF(int s,int t){
    int flow=0; 
    while(flow=spfa(s,t)){
        int k=t;
        while(k!=s){
            e[bac[k]].w-=flow;
            e[bac[k]^1].w+=flow;
            k=pre[k];
        }
        mincost+=flow*dis[t];
        maxflow+=flow;
    }
}
int main(){
    memset(head,-1,sizeof head);
    scanf("%d%d%d%d",&n,&m,&s,&t);
    for(int i=1;i<=m;i++){
        scanf("%d%d%d%d",&x,&y,&z,&d);
        add(x,y,z,d);
        add(y,x,0,-d);
    }
    MCMF(s,t);
    printf("%d %d",maxflow,mincost);
    return 0;
}
    EK

      djk版本:(以后补上)

    上下界网络流:

     1.无源汇上下界可行流:

    #include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int inf=0x3f3f3f3f;
const int N=3020000;
int s,t,n,m,x,y,z,maxflow,deep[N],lay[N],low[N],high[N],out[N],sum;
struct Edge{
    int next,to,w;
}e[N];
int cnt=-1,head[N],cur[N];
queue<int >q;
void add(int from,int to,int w){
    e[++cnt].next=head[from];
    e[cnt].to=to;
    e[cnt].w=w;
    head[from]=cnt;
}
void bfs(int s,int t){
    for(int i=0;i<=n+1;i++){
        deep[i]=inf;
        lay[i]=0;
    } 
    deep[t]=0;
    lay[0]=1;
    q.push(t);
    while(!q.empty()){
        int from=q.front();
        q.pop();
        for(int i=head[from];i!=-1;i=e[i].next){
            int to=e[i].to;
            if(deep[to]==inf){
                deep[to]=deep[from]+1;
                lay[deep[to]]++;
                q.push(to);
            }
        }
    }
    return;
}
int dfs(int from,int t,int limit){
    if(from==t){
        maxflow+=limit;
        return limit;
    }
    int flow=0;
    for(int i=cur[from];i!=-1;i=e[i].next){
        int to=e[i].to;
        cur[from]=i;
        if(deep[to]+1==deep[from]&&e[i].w){
            int f=dfs(to,t,min(e[i].w,limit));
            flow+=f;
            limit-=f;
            e[i].w-=f;
            e[i^1].w+=f;
            if(!limit)return flow;
        }
    }
    lay[deep[from]]--;
    if(lay[deep[from]]==0)deep[s]=n+1;
    deep[from]++;
    lay[deep[from]]++;
    return flow;
}
void ISAP(int s,int t){
    bfs(s,t);
    while(deep[s]<n){
        for(int i=1;i<=n;i++)cur[i]=head[i];
        dfs(s,t,inf);
    }
}
int main(){
    memset(head,-1,sizeof head);
    scanf("%d%d",&n,&m);
    s=n+1,t=n+2;
    for(int i=0;i<m;i++){//×¢Òâ m´Ó0¿ªÊ¼ 
        scanf("%d%d%d%d",&x,&y,&low[i],&high[i]);
        add(x,y,high[i]-low[i]);
        add(y,x,0);
        out[x]-=low[i];
        out[y]+=low[i];
    }
    for(int i=1;i<=n;i++){
        if(out[i]>0){
            sum+=out[i];
            add(s,i,out[i]);
            add(i,s,0);
        }else if(out[i]<0){
            add(i,t,-out[i]);
            add(t,i,0);
        }
    }
    n=n+2;
    ISAP(s,t);
    if(maxflow!=sum){
        printf("NO
");
    }else{
        printf("YES
");
        for(int i=0;i<m;i++){
            printf("%d
",e[i*2|1].w+low[i]);
        }
    }
    return 0;
}
    ISAP

     2.有源汇上下界最大/最小/可行流:

    #include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int inf=0x3f3f3f3f;
const int N=9000300;
int s,t,S,T,n,m,x,y,z,maxflow,deep[N],lay[N],low[N],high[N],out[N],sum;
struct Edge{
    int next,to,w;
}e[N],E[N];
int cnt=-1,num,tot,head[N],cur[N],Head[N];
int ans;
queue<int >q;
void add(int from,int to,int w){
    e[++cnt].next=head[from];
    e[cnt].to=to;
    e[cnt].w=w;
    head[from]=cnt;
}
bool bfs(int s,int t){
    for(int i=0;i<=n+1;i++)deep[i]=inf;
    for(int i=1;i<=n;i++)cur[i]=head[i];
    deep[s]=0;
    q.push(s);
    while(!q.empty()){
        int from=q.front();
        q.pop();
        for(int i=head[from];i!=-1;i=e[i].next){
            int to=e[i].to;
            if(deep[to]==inf&&e[i].w){
                deep[to]=deep[from]+1;
                q.push(to);
            }
        }
    }
    if(deep[t]<inf)return 1;
    else return 0;
}
int dfs(int from,int t,int limit){
    if(!limit||from==t)return limit;
    int flow=0,f;
    for(int i=cur[from];i!=-1;i=e[i].next){
        cur[from]=i;
        int to=e[i].to;
        if(deep[to]==deep[from]+1&&(f=dfs(to,t,min(limit,e[i].w)))){
            flow+=f;
            limit-=f;
            e[i].w-=f;
            e[i^1].w+=f;
            if(!limit)break;
        }
    }
    return flow;
}
void dinic(int s,int t){
    while(bfs(s,t)){
        maxflow+=dfs(s,t,inf);
    }
}
int main(){
    memset(head,-1,sizeof head);
    scanf("%d%d%d%d",&n,&m,&S,&T);
    s=n+1,t=n+2;
    for(int i=0;i<m;i++){
        scanf("%d%d%d%d",&x,&y,&low[i],&high[i]);
        add(x,y,high[i]-low[i]);
        add(y,x,0);
        out[x]-=low[i];
        out[y]+=low[i];
    }
    for(int i=1;i<=n;i++){
        if(out[i]>0){
            sum+=out[i];
            add(s,i,out[i]);
            add(i,s,0);
        }else if(out[i]<0){
            add(i,t,-out[i]);
            add(t,i,0);
        }
    }
    add(T,S,inf);
    add(S,T,0);
    n=n+2;
    dinic(s,t);
    s=T,t=S;
    if(maxflow!=sum){//ÅжÏÊÇ·ñΪÓÐÔ´»ãÉÏϽç¿ÉÐÐÁ÷ 
        printf("please go home to sleep
");
    }else{
        ans=e[cnt].w;
        e[cnt].w=0;
        e[cnt^1].w=0;
        s=S,t=T;
        //ÒÔÏÂΪÇó³öÓÐÔ´»ãÉÏϽç×î´óÁ÷     
        maxflow=0;
        dinic(s,t);
        ans+=maxflow;
        printf("%d
",ans); 
        //ÒÔÏÂΪÇó³öÓÐÔ´»ãÉÏϽç×îСÁ÷ 
        maxflow=0;
        dinic(T,S);
        ans-=maxflow;
        printf("%d
",ans);
    }
    return 0;
}
    Dinic

     3.上下界费用流：待补
  • 相关阅读:
    详细聊聊k8s deployment的滚动更新（一）
    更新k8s镜像版本的三种方式
    深入理解docker信号机制以及dumb-init的使用
    10分钟教你理解反射
    nodejs的交互式解释器模式常用命令
    nrm的安装和使用
    复杂sql语句之单字段分类count计数和多字段count计数
    navicat连接mysql出现2059
    mongodb常规操作语句
    System.Web.NullPointerException
  • 原文地址：https://www.cnblogs.com/passione-123456/p/12234799.html
Copyright © 2011-2022 走看看