TOP > グラフ 最大流 最大流(Push-Relabel) 2019/09/14 • ei1333 説明 最大流を求める。Dinicと同等以上のはやさがある。 計算量 $O(V^2 \sqrt {E})$ 実装例 PushRelabel($V$):= 頂点数 $V$ で初期化する。 add_edge($from$, $to$, $cap$):= 頂点 $from$ から $to$ に容量 $cap$ の辺を張る。 max_flow($s$, $t$, $f$):= 頂点 $s$ から $t$ に最大流を流し、その流量を返す。 template< typename flow_t > struct PushRelabel { const flow_t INF; struct edge { int to; flow_t cap; int rev; bool isrev; int idx; }; vector< vector< edge > > graph; vector< flow_t > ex; int relabels, high; vector< int > cnt, h; vector< vector< int > > hs; PushRelabel(int V) : graph(V), INF(numeric_limits< flow_t >::max()), hs(V + 1), high(0) {} void add_edge(int from, int to, flow_t cap, int idx = -1) { graph[from].emplace_back((edge) {to, cap, (int) graph[to].size(), false, idx}); graph[to].emplace_back((edge) {from, 0, (int) graph[from].size() - 1, true, idx}); } void update_height(int idx, int nxt_height) { ++relabels; if(h[idx] != graph.size() + 1) { --cnt[h[idx]]; } h[idx] = nxt_height; if(h[idx] != graph.size() + 1) { high = nxt_height; ++cnt[nxt_height]; if(ex[idx] > 0) hs[nxt_height].emplace_back(idx); } } void global_relabel(int idx) { for(int i = 0; i <= high; i++) hs[i].clear(); relabels = 0; high = 0; h.assign(graph.size(), graph.size() + 1); cnt.assign(graph.size(), 0); queue< int > que; que.emplace(idx); h[idx] = 0; while(que.size()) { int p = que.front(); que.pop(); for(auto &e : graph[p]) { if(h[e.to] == graph.size() + 1 && graph[e.to][e.rev].cap > 0) { que.emplace(e.to); high = h[p] + 1; update_height(e.to, high); } } } } void push(int idx, edge &e) { if(h[e.to] == graph.size() + 1) return; if(ex[e.to] == 0) { hs[h[e.to]].emplace_back(e.to); } flow_t df = min(ex[idx], e.cap); e.cap -= df; graph[e.to][e.rev].cap += df; ex[idx] -= df; ex[e.to] += df; } void discharge(int idx) { int next_height = (int) graph.size() + 1; for(auto &&e : graph[idx]) { if(e.cap > 0) { if(h[idx] == h[e.to] + 1) { push(idx, e); if(ex[idx] <= 0) return; } else { next_height = min(next_height, h[e.to] + 1); } } } if(cnt[h[idx]] > 1) { update_height(idx, next_height); } else { for(; high >= h[idx]; hs[high--].clear()) { for(int j : hs[high]) update_height(j, graph.size() + 1); } } } flow_t max_flow(int s, int t) { ex.assign(graph.size(), 0); ex[s] = INF; ex[t] = -INF; global_relabel(t); for(auto &e : graph[s]) push(s, e); for(; high >= 0; high--) { while(!hs[high].empty()) { int idx = hs[high].back(); hs[high].pop_back(); discharge(idx); if(relabels >= graph.size() * 4) global_relabel(t); } } return ex[t] + INF; } void output() { for(int i = 0; i < graph.size(); i++) { for(auto &e : graph[i]) { if(e.isrev) continue; auto &rev_e = graph[e.to][e.rev]; cout << i << "->" << e.to << " (flow: " << rev_e.cap << "/" << e.cap + rev_e.cap << ")" << endl; } } } }; 検証 AOJ GRL_6_A 最大流 #define PROBLEM "http://judge.u-aizu.ac.jp/onlinejudge/description.jsp?id=GRL_6_A" #include "../../template/template.cpp" #include "../template.cpp" #include "../push-relabel.cpp" int main() { int V, E; scanf("%d %d", &V, &E); PushRelabel< int > g(V); for(int i = 0; i < E; i++) { int a, b, c; scanf("%d %d %d", &a, &b, &c); g.add_edge(a, b, c); } printf("%d\n", g.max_flow(0, V - 1)); }