Потоки в сетях. Глава 8

Содержание

Слайд 2

Слайд 3

8.1. Постановка задачи

8.1. Постановка задачи

Слайд 4

Транспортная сеть Транспортной сетью – transportation network называется связный ориентированный униграф без петель, удовлетворяющий следующим условиям:

Транспортная сеть

Транспортной сетью – transportation network называется связный ориентированный униграф без

петель, удовлетворяющий следующим условиям:

 

 

 

Слайд 5

s t a b c d 6 2 6 10 3

s

t

a

b

c

d

6

2

6

10

3

10

2

5

2

2

Пример транспортной сети

Слайд 6

Поток – ограничение по пропускной способности дуг, – условие сохранения (непрерывности) потока.

Поток

 

 

 

– ограничение по пропускной способности дуг,

– условие сохранения (непрерывности) потока.

Слайд 7

Разрез Разрезом (cut) связного графа называется такое под-множество дуг, что удаление их делает граф несвязным.

Разрез

Разрезом (cut) связного графа называется такое под-множество дуг, что удаление их

делает граф несвязным.

 

 

Слайд 8

s t a b c d 6 2 6 10 3

s

t

a

b

c

d

6

2

6

10

3

10

2

5

2

2

Пример

 

 

 

Слайд 9

 

 

 

Слайд 10

8.2. Теорема Форда - Фалкерсона

8.2. Теорема Форда - Фалкерсона

Слайд 11

 

 

 

 

 

Слайд 12

 

 

 

Слайд 13

Теорема Форда – Фалкерсона (о максимальном потоке и минимальном разрезе).

Теорема Форда – Фалкерсона (о максимальном потоке и минимальном разрезе).

 

 

 

Слайд 14

 

Слайд 15

 

 

Слайд 16

 

Слайд 17

8.3. Алгоритм Форда - Фалкерсона

8.3. Алгоритм Форда - Фалкерсона

Слайд 18

Delbert Ray Fulkerson (August 14, 1924 – January 10, 1976) was

Delbert Ray Fulkerson (August 14, 1924 – January 10, 1976)
was

an American mathematician who co-developed
the Ford–Fulkerson algorithm,
one of the most well-known
algorithms to solve the maximum flow problem in networks

Delbert Ray Fulkerson ( 1924 – 1976)
was an American mathematician who co-developed the Ford–Fulkerson algorithm, one of the most well-known algorithms to solve the maximum flow problem in networks

Wikipedia

ФОРД, Лестер младший (р. 1927 -- 2017) – американский математик. Независимо от Беллмана в 1956 г. предложил алгоритм нахождения кратчайшего пути в графе, вместе с Фалкерсоном доказал теорему о наибольшем потоке в сети.

Слайд 19

Идея алгоритма Поиск увеличивающих цепей производится с помощью расстановки меток, которые

Идея алгоритма

 

Поиск увеличивающих цепей производится с помощью расстановки меток, которые указывают

на каких дугах и на сколько можно увеличить поток. После нахождения увеличивающей цепи и изменения потока метки стираются, полученный поток используется в качестве исходного при новой расстановке меток.

Алгоритм заканчивает работу, когда нельзя найти ни одной увеличивающей цепи.

Слайд 20

Каждая вершина может находиться в одном из трех состояний: помечена и

Каждая вершина может находиться в одном из трех состояний:
помечена и просмотрена,

т. е. вершина имеет метку и все смежные с ней вершины «обработаны»;
помечена, но не просмотрена, т.е. все смежные с ней вершины не обработаны;
не помечена.

 

Слайд 21

Подготовительный этап s t a b c d 6 2 6

Подготовительный этап

 

 

s

t

a

b

c

d

6

2

6

10

3

10

2

5

2

2

Слайд 22

Разметка вершин

Разметка вершин

 

 

Слайд 23

Увеличение потока После изменения потока все метки стираются , алгоритм возвращается на этап разметки вершин.

 

Увеличение потока

После изменения потока все метки стираются , алгоритм возвращается на

этап разметки вершин.
Слайд 24

s t a b c d 6,0 2,0 6,0 10,0 3,0

s

t

a

b

c

d

6,0

2,0

6,0

10,0

3,0

10,0

2,0

5,0

2,0

2,0

 

 

 

 

 

 

Итерация 1

+2

+2

+2

 

 

 

 

 

 

 

Слайд 25

s t a b c d 6,2 2,2 6,2 10,0 3,0

s

t

a

b

c

d

6,2

2,2

6,2

10,0

3,0

10,0

2,0

5,0

2,0

2,0

 

 

 

 

 

 

Итерация 2

+2

+2

+2

 

Слайд 26

s t a b c d 6,4 2,2 6,2 10,2 3,0

s

t

a

b

c

d

6,4

2,2

6,2

10,2

3,0

10,0

2,0

5,0

2,2

2,0

 

 

 

 

 

 

Итерация 3

+2

+2

+2

 

Слайд 27

s t a b c d 6,4 2,2 6,4 10,2 3,0

s

t

a

b

c

d

6,4

2,2

6,4

10,2

3,0

10,2

2,0

5,0

2,2

2,2

 

 

 

 

 

 

Итерация 4

 

+3

+3

+3

Слайд 28

s t a b c d 6,4 2,2 6,4 10,5 3,3

s

t

a

b

c

d

6,4

2,2

6,4

10,5

3,3

10,5

2,0

5,0

2,2

2,2

 

 

 

Итерация 5

 

Слайд 29

s t a b c d 6,4 2,2 6,4 10,5 3,3 10,5 2,0 5,0 2,2 2,2

s

t

a

b

c

d

6,4

2,2

6,4

10,5

3,3

10,5

2,0

5,0

2,2

2,2

 

 

 

 

 

 

Слайд 30

Слайд 31