MaxFlow网络流
1 网络流基础概念
source:源点
sink:终点
Flow:流量
capacity:容量
Residual:残量
Residual Network:残量网络
Augmenting path:增广路径,表示从源点 s 到终点 t 不包含环的路径
Bottleneck capacity:瓶颈容量
2 最大流
2.1 基础概念
2.2 增广路算法
当残量网络不包含增广路径时能求得最大流
2.2.1 最大流贪心算法
最大流贪心算法只能实现局部最优,无法实现全局最优!
2.2.2 Ford-Fulkerson
-
Worst-Case Iteration Complexity
每次迭代至少增加 1 的流量,所以迭代次数 ≤ 最大流量
总结:最坏情况,迭代次数 = 最大流量。 假设有 m 条边,寻找一条增广路径的时间为 O(m),最大流量为 f,那么最坏情况下的时间复杂度为 O(f * m) -
循环结束条件为,找不到增广路径:
- 寻找一条增广路径(augmenting path)
- 找到这条增光路径上的瓶颈容量(bottleneck capacity)
- 更新残余网络
- 添加反向边
2.3 Capacity-scaling algorithm
Ford–Fulkerson 的指数时间来源于对增广路径的选择,如下形式的选择,就只能每次增加 1 的流量,导致算法朝着指数的时间增长。
思考: 是否可以做出改变,每次选择更大的 bottleneck capacity?这样就可以有更少的迭代次数! (即选择最少的边,最大的瓶颈容量,Capacity-scaling algorithm 诞生)
3 最小割
3.1 基础概念
3.2 最小割
3.3 最小割案例
4 流与割
4.1 基础概念
4.2 最大流求解最小割
- 通过最大流算法获得最终残余网络
- 寻找最小割(S,T)
- S ← 在剩余网络中,寻找 s 能够到底的所有点
- T ← 除开 S 中包含的其他点。