網路流 基本原理

2021-07-23 18:04:32 字數 1136 閱讀 2887

•(

1) 網路

•g是乙個簡單有向圖,g=(v,e),v=。

•在v中指定乙個頂點s,稱為源和另乙個頂點t,稱為匯。

•有向圖g的每一條邊(v,w)∈e,對應有乙個值cap(v,w)≥0,稱為邊的容量。

•這樣的有向圖g稱作乙個網路。 •(

2) 網路流

•網路上的流是定義在網路的邊集合e上的乙個非負函式flow=,並稱flow(v,w)為邊(v,w)上的流量。 •(

3) 可行流

•滿足下述條件的流flow稱為可行流:

•(3.1)

容量約束:對每一條邊(v,w)∈e,0≤flow(v,w)≤cap(v,w)。

•(3.2)

平衡約束:

•對於中間頂點:流出量=流入量。

•即對每個v∈v(v≠s,t)有:頂點v的流出量-頂點v的流入量=0,即

•對於源s:s的流出量-s的流入量=源的淨輸出量f,即

•對於匯t:t的流入量-t的流出量的=匯的淨輸入量f,即

•式中f 稱為這個可行流的流量,即源的淨輸出量(或匯的淨輸入量)。

•可行流總是存在的。

•例如,讓所有邊的流量flow(v,w)=0,就得到乙個其流量f=0的可行流(稱為0流)。 •

(7) 殘流網路

•對於給定的乙個流網路g及其上的乙個流flow,網路g關於流flow的殘流網路g*與g有相同的頂點集v,而網路g中的每一條邊對應於g*中的1條邊或2條邊。

•設(v,w)是g的一條邊。

•當flow(v,w)>0時,(w,v)是g*中的一條邊,該邊的容量為cap*(w,v)=flow(v,w);

•當flow(v,w)•cap*(v,w)=cap(v,w)-flow(v,w)。

•按照殘流網路的定義,當原網路g中的邊(v,w)是一條零流邊時,殘流網路g*中有唯一的一條邊(v,w)與之對應,且該邊的容量為cap(v,w)。

•當原網路g中的邊(v,w)是一條飽和邊時,殘流網路g*中有唯一的一條邊(w,v)與之對應,且該邊的容量為cap(v,w)。

•當原網路g中的邊(v,w)是一條弱流邊時,殘流網路g*中有2條邊(v,w)和(w,v)與之對應,這2條邊的容量分別為cap(v,w) -flow(v,w)和flow(v,w)。

•殘流網路是設計與網路流有關演算法的重要工具。

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