最大流算法与应用研究

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网络最大流问题是网络流理论的重要组成部分,最小费用最大流问题是最大流问题的延伸,它们在众多领域中都有着广泛的应用,在实际生活中很多问题都可以转化为最大流问题来解决。对于网络最大流问题,采用的算法主要是Ford-Fulkerson算法和最大流算法。文章首先介绍了最大流算法及最小费用最大流算法的一些基本定义、基本定理以及两种经典算法。这些算法都存在计算量大、步骤繁琐以及增广链选取不当的问题,因此,文章做了以下工作:首先,给出了一种求解网络最大流问题的改进算法,即容量差算法,该算法是通过选择适当的增广链来计算最大流,增广链的选取原则依次是路径的长度最短、容量差最小、剩余容量和最大以及容量和最大。该算法过程可在一个图上完成,并且降低了算法复杂度。其次,文章给出了一种求解最小费用最大流问题的新算法,即费用差算法。该算法的核心是增广链的选择,采用的原则是:优先选择费用差最小的路径,若多条路径的费用差相同时,则优先选择费用和最小的路径,如若所选路径的费用和也相同,则优先选择最短路径。该算法优化了经典算法对选择增广链不当的问题,计算方便,易于执行。再次,在前面两种新算法的基础上提出了容量费用差算法,它同时考虑了网络的费用和流量,具有一定的应用意义。最后,给出了最大流问题的其他理论和实际应用,同时介绍了Lingo软件的相关知识,并且用Lingo语言验算三种新算法的可行性与正确性。
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