DINIC最大流算法模板-非递归高效实现
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更新于2024-09-16
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"非递归邻接表DINIC最大流模板"
在图论和算法设计中,"最大流问题"是一个重要的网络流问题,它的目标是在一个有向图中找到最大的流量,从源点(source)到汇点(sink)而不超过每条边的容量限制。"Dinic算法"是一种解决最大流问题的有效方法,由以色列数学家Boris Dinic于1970年提出。Dinic算法基于增广路径的概念,通过重复寻找并扩展从源点到汇点的饱和路径来增加流的大小,直到无法再找到这样的路径为止。
非递归Dinic算法通常比递归版本更高效,因为它避免了函数调用带来的开销。本模板提供的代码可能是非递归Dinic实现中最简洁、时间复杂度最优的一个。在非递归版本中,通常使用层序遍历(breadth-first search, BFS)来确定增广路径,并用栈来存储待处理的边,以进行深度优先搜索(depth-first search, DFS)。
在代码中,我们看到以下几个关键部分:
1. **常量定义**:`MAXN` 和 `MAXM` 分别定义了节点数和边数的最大值,`INF` 定义了一个极大的数值作为边的容量上限。
2. **结构体定义**:`node` 结构体表示图中的边,包含三个成员:终点 `v`,下一个边的索引 `next`,以及当前边的流量 `flw`。
3. **辅助变量**:`eid` 是当前边的ID,`p[MAXN]` 存储每个节点的相邻边链表头部,`lv[MAXN]` 记录节点的层次,`src` 和 `des` 分别代表源点和汇点,`nNode` 是节点总数。
4. **初始化**:`init_adj()` 函数用于初始化链表头指针数组,`ex_addEdge()` 函数添加具有双向流量的边。
5. **层序遍历**:`bfs()` 函数实现BFS,找出从源点到汇点的所有可达节点,用层次信息填充 `lv` 数组。
6. **深度优先搜索**:`dfs()` 函数是核心的DFS部分,它寻找和增加增广路径的流量。栈 `stk` 用于存储待处理的边,`tp[MAXN]` 保存临时的边指针,以便回溯。
非递归Dinic算法的工作流程如下:
1. 初始化,设置源点层次为1,其他节点层次为0。
2. 使用BFS找到源点到汇点的可达路径。
3. 对于每一条从源点到汇点的路径,使用DFS尝试增加流量,直到无法找到可以增加的路径。
4. 如果DFS返回时栈为空,表示没有更多的增广路径,算法结束。
这个模板的优点在于其简洁性和效率,它避免了递归调用,减少了内存开销,且易于理解和实现。在处理大规模网络流问题时,这种非递归Dinic算法可以提供较好的性能。
2011-04-22 上传
2008-12-18 上传
2023-08-13 上传
2023-11-13 上传
2023-05-25 上传
2023-09-14 上传
2023-05-19 上传
2023-11-16 上传
2023-05-25 上传
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