Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела графы и турниры
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#121177

Предложите эффективный алгоритм для поиска максимального потока в графе с целочисленными весами, используя теорему Форда-Фалкерсона. Обоснуйте его корректность. Будет ли ваш алгоритм работать для вещественных весов?

Показать доказательство

Алгоритм Эдмондса-Карпа с обходом в ширину

Шаги алгоритма:

1.

Инициализация: поток f(u,v)= 0  для всех рёбер.

2.

Пока существует путь из истока s  в сток t  в остаточной сети Gf :

  • Найти кратчайший путь P  из s  в t  с помощью BFS (обход в ширину).
  • Увеличить поток вдоль P  на величину остаточной пропускной способности cf(P)= min{cf(u,v)|(u,v)∈ P}.
  • Обновить остаточную сеть Gf.

Корректность:

  • Теорема Форда-Фалкерсона: Поток максимален тогда и только тогда, когда в остаточной сети нет дополняющих путей, значит, пока поток не максимален, найдется путь, по которому мы увеличим поток.
  • Конечность: При целочисленных пропускных способностях каждый шаг увеличивает поток на целое число. Так как максимальный поток ограничен (например, суммой пропускных способностей рёбер из истока), алгоритм завершится за     ∗
O (|f|⋅(|E|+ |V |))  шагов, где  ∗
|f | — значение максимального потока, и на каждом шаге мы заупскаем BFS.

Пример несходящегося алгоритма: Рассмотрим сеть с источником s,  стоком t,  рёбрами e1,e2,e3  и пропускными способностями:

                  √-
c(e)= 1, c(e)= r= -5-− 1, c(e) =1,
   1       2        2       3

а пропускные способности остальных рёбер равны целому числу M ≥ 2.

PIC

Константа r  удовлетворяет условию:

2
r =1 − r.

Используем пути в остаточном графе:

p = {s,v ,v,v,v ,t}, p = {s,v ,v,v,t}, p = {s,v ,v ,v,t}.
 1     4 3  2 1     2     2 3  4     3     1 2 3

Шаг Найденный путь Добавленный поток e1  e2  e3
0 r0 =1  r  r
1 {s,v ,v,t}
   2 3 1 r0  r1  r1
2 p1  r1  r1  r2  0
3 p2  r1  r1  r2  r1
4 p1   2
r   2
r  0  3
r
5 p3  r2  r2  r2  r3
  • После шагов 1  и 5  остаточные пропускные способности рёбер e1,e2,e3  имеют вид  n  n+1
r ,r  ,0,  где n ∈ℕ.
  • Цикл из путей p1,p2,p1,p3  может повторяться бесконечно. Полный поток после шага 5:

    1+ 2(r1+ r2).
  • При бесконечном выполнении поток сходится к:

        ∞∑  i
1+ 2i=1r= 3+ 2r,

    но максимальный поток равен 2M + 1.

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!