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
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 }
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;
}