网络流（标号法）

样例输入：

6 10
0 1 8 2
0 2 4 3
1 3 2 2
1 4 2 2
2 1 4 2
2 3 1 1
2 4 4 0
3 4 6 0
3 5 9 3
4 5 7 2

样例输出：

0->1 : 4
0->2 : 4
1->3 : 2
1->4 : 2
2->1 : 0
2->3 : 1
2->4 : 3
3->4 : 0
3->5 : 3
4->5 : 5
maxFlow : 8

 

 

#include <cstdio>
#include <cmath>
#include <cstring>
#define MAXN 1000    //顶点个数最大值
#define INF 1000000    //无穷大
#define MIN(a,b) ((a)<(b)?(a):(b))

struct ArcType    //弧结构
{
    int c, f;    //容量，流量
};
ArcType Edge[MAXN][MAXN];    //邻接矩阵(每个元素为ArcType类型)
int n, m;        //顶点个数和弧数
int flag[MAXN]; //顶点状态：-1－未标号,0－已标号未检查,1－已标号已检查
int prev[MAXN];    //标号的第一个分量：指明标号从哪个顶点得到，以便找出可改进量
int alpha[MAXN];    //标号的第二个分量：可改进量α
int queue[MAXN];    //相当于BFS算法中的队列
int v;            //从队列里取出来的队列头元素
int qs, qe;        //队列头位置，队列尾位置
int i, j;        //循环变量

void ford( )
{
    while( 1 )    //标号直至不存在可改进路
    {
        //标号前对顶点状态数组初始化
        memset( flag, 0xff, sizeof(flag) );    //将3个数组各元素初始化为-1
        memset( prev, 0xff, sizeof(prev) );  memset( alpha, 0xff, sizeof(alpha) );
        flag[0] = 0;  prev[0] = 0;  alpha[0] = INF; //源点为已标号未检查顶点
        qs = qe = 0; 
        queue[qe] = 0;  qe++;    //源点(顶点0)入队列
        
        //qs<qe表示队列非空, flag[n-1]==-1表示汇点未标号
        while( qs<qe && flag[n-1]==-1 )
        {
            v = queue[qs];  qs++;    //取出队列头顶点
            for( i=0; i<n; i++ )    //检查顶点v的正向和反向"邻接"顶点
            {
                if( flag[i]==-1 )    //顶点i未标号
                {
                    //"正向"且未"满"
                    if( Edge[v][i].c<INF && Edge[v][i].f < Edge[v][i].c )
                    {
                        flag[i] = 0;  prev[i] = v;    //给顶点i标号(已标号未检查)
                        alpha[i] = MIN( alpha[v], Edge[v][i].c - Edge[v][i].f );
                        queue[qe] = i;  qe++;    //顶点i入队列
                    }
                    else if( Edge[i][v].c<INF && Edge[i][v].f > 0 )    //"反向"且有流量
                    {
                        flag[i] = 0;  prev[i] = -v;    //给顶点i标号(已标号未检查)
                        alpha[i] = MIN( alpha[v], Edge[i][v].f );
                        queue[qe] = i;  qe++;    //顶点i入队列
                    }
                }
            }
            flag[v] = 1;    //顶点v已标号已检查
        }//end of while( qs<qe && flag[n-1]==-1 )

        //当汇点没有获得标号，或者汇点的调整量为0，应该退出while循环
        if( flag[n-1]==-1 || alpha[n-1]==0 )  break;
        
        //当汇点有标号时,应该进行调整了
        int k1 = n-1, k2 = abs( prev[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  Edge[k1][k2].f = Edge[k1][k2].f - a;     //反向
            if( k2==0 )  break;    //调整一直到源点v0
            k1 = k2;  k2 = abs( prev[k2] );
        }//end of while( 1 )
    }//end of while( 1 )

    //输出各条弧及其流量，以及求得的最大流量
    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 );
}

void main( )
{
    int u, v, c, f;    //弧的起点、终点、容量、流量
    scanf( "%d%d", &n, &m );    //读入顶点个数n和弧数m
    for( i=0; i<n; i++ )    //初始化邻接矩阵中各元素
    {
        for( j=0; j<n; j++ )  Edge[i][j].c = Edge[i][j].f = INF;    //INF表示没有直接边连接
    }
    for( i=0; i<m; i++ )    //读入每条弧
    {
        scanf( "%d%d%d%d", &u, &v, &c, &f );    //读入边的起点和终点
        Edge[u][v].c = c;  Edge[u][v].f = f;    //构造邻接矩阵
    }
    ford( );    //标号法求网络最大流
}