如何用c++实现求最大网络流

时间: 2024-03-09 11:45:12 浏览: 17
求最大网络流的经典算法是Ford-Fulkerson算法,它的核心思想是不断寻找增广路径,并更新残留网络,直到不存在增广路径为止。以下是使用C++实现Ford-Fulkerson算法求解最大网络流的示例代码: ```cpp #include <iostream> #include <queue> #include <cstring> using namespace std; #define MAX_VERTEX_NUM 100 // 最大顶点数 #define INF 0x7fffffff // 无穷大 // 定义邻接矩阵结构体 typedef struct { int matrix[MAX_VERTEX_NUM][MAX_VERTEX_NUM]; // 邻接矩阵数组 int vertex_num; // 顶点数 int edge_num; // 边数 } AdjMatrix; // 初始化邻接矩阵 void initAdjMatrix(AdjMatrix* graph, int vertex_num) { graph->vertex_num = vertex_num; graph->edge_num = 0; for (int i = 0; i < vertex_num; i++) { for (int j = 0; j < vertex_num; j++) { graph->matrix[i][j] = 0; } } } // 添加有向边 void addDirectedEdge(AdjMatrix* graph, int from, int to, int weight) { graph->matrix[from][to] = weight; graph->edge_num++; } // Ford-Fulkerson算法求最大网络流 int maxFlow(AdjMatrix* graph, int source, int sink) { int n = graph->vertex_num; // 创建残留网络 int residual[MAX_VERTEX_NUM][MAX_VERTEX_NUM]; memcpy(residual, graph->matrix, sizeof(residual)); int parent[MAX_VERTEX_NUM]; int max_flow = 0; while (true) { // 使用BFS寻找增广路径 memset(parent, -1, sizeof(parent)); queue<int> q; q.push(source); parent[source] = source; while (!q.empty()) { int u = q.front(); q.pop(); for (int v = 0; v < n; v++) { if (parent[v] == -1 && residual[u][v] > 0) { parent[v] = u; q.push(v); } } } // 如果不存在增广路径,则退出循环 if (parent[sink] == -1) { break; } // 计算增广路径上的最小流量 int path_flow = INF; for (int v = sink; v != source; v = parent[v]) { int u = parent[v]; path_flow = min(path_flow, residual[u][v]); } // 更新残留网络,并累加最大流量 for (int v = sink; v != source; v = parent[v]) { int u = parent[v]; residual[u][v] -= path_flow; residual[v][u] += path_flow; } max_flow += path_flow; } return max_flow; } int main() { AdjMatrix graph; initAdjMatrix(&graph, 6); addDirectedEdge(&graph, 0, 1, 16); addDirectedEdge(&graph, 0, 2, 13); addDirectedEdge(&graph, 1, 2, 10); addDirectedEdge(&graph, 1, 3, 12); addDirectedEdge(&graph, 2, 1, 4); addDirectedEdge(&graph, 2, 4, 14); addDirectedEdge(&graph, 3, 2, 9); addDirectedEdge(&graph, 3, 5, 20); addDirectedEdge(&graph, 4, 3, 7); addDirectedEdge(&graph, 4, 5, 4); int source = 0; int sink = 5; int max_flow = maxFlow(&graph, source, sink); cout << "最大网络流为:" << max_flow << endl; return 0; } ``` 以上代码中,使用邻接矩阵存储图的结构,使用Ford-Fulkerson算法求解最大网络流。主函数中构造了一个有向图,然后调用maxFlow函数求解最大网络流,并输出结果。

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