请用Kernighan-Lin算法编写MaxCut问题的求解(C++语言)

时间: 2024-01-23 19:01:37 浏览: 24
以下是用 C++ 实现的 Kernighan-Lin 算法求解 MaxCut 问题的代码: ```C++ #include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> using namespace std; #define MAXN 1005 int n, m; // 顶点数和边数 int w[MAXN][MAXN]; // 图的邻接矩阵 int v[MAXN]; // 顶点所属的集合,1 表示在 S1 中,-1 表示在 S2 中 int d[MAXN]; // 顶点的度数 int s1[MAXN], s2[MAXN]; // S1 和 S2 集合 int bestcut; // 最优解 int bests1[MAXN], bests2[MAXN]; // 最优解对应的 S1 和 S2 集合 void init() { // 初始化 bestcut = 0; for(int i = 1; i <= n; i++) { d[i] = 0; v[i] = 1; for(int j = 1; j <= n; j++) { w[i][j] = 0; } } } void input() { // 输入图的信息 cin >> n >> m; for(int i = 1; i <= m; i++) { int u, v, c; cin >> u >> v >> c; w[u][v] = c; w[v][u] = c; d[u] += c; d[v] += c; } } void update(int cut) { // 更新最优解 if(cut > bestcut) { bestcut = cut; for(int i = 1; i <= n; i++) { bests1[i] = s1[i]; bests2[i] = s2[i]; } } } void kernal() { // Kernighan-Lin 算法 for(int i = 1; i <= n; i++) { s1[i] = 0; s2[i] = 0; } int cut = 0; for(int i = 1; i <= n; i++) { if(d[i] >= 0) { s1[i] = 1; cut += d[i]; } else { s2[i] = 1; } } update(cut); for(int step = 1; step <= n / 2; step++) { int maxgain = -1; int u = 0, v = 0; for(int i = 1; i <= n; i++) { if(s1[i] == 1) { for(int j = 1; j <= n; j++) { if(s2[j] == 1) { int gain = d[i] - 2 * w[i][j] + d[j]; if(gain > maxgain) { maxgain = gain; u = i; v = j; } } } } } s1[u] = 0; s2[u] = 1; s2[v] = 0; s1[v] = 1; cut -= maxgain; update(cut); } } void output() { // 输出最优解 cout << "MaxCut = " << bestcut << endl; cout << "S1: "; for(int i = 1; i <= n; i++) { if(bests1[i] == 1) { cout << i << " "; } } cout << endl; cout << "S2: "; for(int i = 1; i <= n; i++) { if(bests2[i] == 1) { cout << i << " "; } } cout << endl; } int main() { init(); input(); kernal(); output(); return 0; } ``` 该代码实现了 Kernighan-Lin 算法求解 MaxCut 问题,通过邻接矩阵存储图的信息,采用贪心思想和迭代优化逼近最优解。算法的时间复杂度为 $O(n^3)$,可以处理较小规模的图。

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