集大成与一体,最终确定为SAP算法

 网络最大流算法是众多网络流的基础,实现的办法很多,但是在时间复杂度和编程复杂度方面,却总是很难做到两者尽美。

比如目前最牛B的高标推进算法(前我前面日志),编程起来居然可以长达接近200行代码,有时候效果还不是很让人满意。

另一方面,简单的寻找增广路算法时间上却不敢恭维。所以很多人都选用Dinic算法。

其实!SAP算法综合起来说,时间复杂度很低,编程很简单,而且很易于理解,我觉得,没有比SAP更好的最大流算法了。

SAP算法框架:

1、定义距离标号为各点到汇点距离的下界(即最短距离)。

2、在初始距离标号的基础上,不断沿着可行弧找增广路。可行弧的定义为{( i , j ) , h[ i ]==h[ j ]+1 };

3、遍历当前节点完以后,为了保证下次再来的时候有路可走,重新标号当前距离。

    h[ i ] = min(h[ j ] +1);

4、检查重新标记的顶点,若其为原点,且被标记的高度等于节点个数时,图中已经不存在增广路,算法可结束。否则继续从原点开始遍历

别人的一些心得:

1、理论上初始标号要用反向BFS求得,实践中全部设为0,这样做几乎不改变实践复杂度。

2、GAP常数优化!(性价比极高)

     由于我们不停的遍历,最大流很可能便早就已经求出来了。那么我们接下来的遍历便成了无用功。可以发现,距离标号是连续单调变化的。如果某一种大小标号的节点数量为零。也就是出现了不连续,断层!那么图中也不肯能再存在增广路了。实践中,我们用一个vh[ i ]数组用来记录标号为i的顶点的个数,若重标号使得vh数组中的原标号数目变为了0,那么就停止算法。

 

附上一张别人测试出的效率比较表,让大家可以更直观的看到SAP算法的优势

 PS:高标推进虽然快一点,不过代码量上实在是多,可以见我前面的日志

下面帖上自己的SAP代码

邻接表是必须的

View Code
 1 struct node
 2 {
 3     int v;
 4     int f;
 5     int w;
 6     struct node *next;
 7 };
 8 
 9 node *link[500];
10 node edge[10000];
11 int num;
12 
13 void add(int u,int v,int f,int w)
14 {
15     edge[num].w=w;
16     edge[num].v=v;
17     edge[num].f=f;
18     edge[num].next=link[u];
19     link[u]=edge+num++;
20     edge[num].w=-w;
21     edge[num].v=u;
22     edge[num].f=0;
23     edge[num].next=link[v];
24     link[v]=edge+num++;
25 }

 

 

View Code
int find(int u,int FLOW) //FLOW是总流量
{
if(T==u)
return FLOW;
int left=FLOW; //left是剩余流量
int f;
int temp=n-1;
for(node *p=link[u];p;p=p->next)
{
int res=p->f-flow[u][p->v]; //计算该边剩余的可行流量
if(res && h[u]==h[p->v]+1) //满足可行弧条件
{
int MIN=min(res,left); //计算最小可行流量
f=find(p->v,MIN); //递归寻找增广路
left-=f;
flow[u][p
->v]+=f;
flow[p
->v][u]-=f;
if(!left || h[S]==n)
return FLOW-left; //总流量减去剩下的流量=流去的流量
}
res
=p->f-flow[u][p->v];
if(res && h[p->v]<temp)
temp
=h[p->v];
}
if(left==FLOW) //需要重新标记
{
vh[h[u]]
--; //重标记以后,原标记的数目肯定减少了一
if(!vh[h[u]]) //出现了断层,已经找到了最大流,停止算法
{
h[S]
=n;
}
else
{
h[u]
=temp+1;
vh[h[u]]
++;
}
}
return FLOW-left;
}



void sap()
{
int ans=0;
n
=T+1; //S->T 有T+1个点
memset(vh,0,sizeof(vh)); //常数优化数组
memset(h,0,sizeof(h));
memset(flow,
0,sizeof(flow));
vh[
0]=n; //标号为0的顶点有n个~~
while(h[S]<n)
{
ans
+=find(S,inf);
}
cout
<<ans<<endl;
}
posted @ 2011-07-30 13:01  Accept  阅读(1426)  评论(0)    收藏  举报