ford fulkerson算法
时间: 2025-06-15 21:26:22 AIGC 浏览: 21
### Ford Fulkerson算法概述
Ford Fulkerson算法是一种用于解决最大流问题的经典算法,在1962年由L.R.Ford和D.R.Fulkerson提出,最初作为原始-对偶算法的一部分被应用于此领域[^1]。
#### 算法原理
要在一个具有运载限制的网络系统中计算从源节点\( s \)到汇点\( t \)之间能够传输的最大流量。为此引入了“流”的概念,并通过不断寻找所谓的增广路径来增加当前已知的总流量直至无法再找到这样的路径为止。每次当发现一条新的增广路径时,都会依据这条路径上最小剩余容量去调整整个网络中的实际流动情况;而所谓残存网络,则是用来表示现有条件下还可能存在改进空间的一种抽象模型[^2]。
#### Python实现示例
下面给出Python版本的Ford-Fulkerson算法简单实现:
```python
from collections import defaultdict
class Graph:
def __init__(self, graph):
self.graph = graph # 残留网络
self.ROW = len(graph)
'''使用BFS查找s到t的路径'''
def BFS(self, s, t, parent):
visited = [False]*(self.ROW)
queue = []
queue.append(s)
visited[s] = True
while queue:
u = queue.pop(0)
for ind, val in enumerate(self.graph[u]):
if not visited[ind] and val > 0:
queue.append(ind)
visited[ind] = True
parent[ind] = u
if ind == t:
return True
return False
# 返回给定残留网络中s-t之间的最大流值
def FordFulkerson(self, source, sink):
parent = [-1]*(self.ROW)
max_flow = 0
while self.BFS(source, sink, parent):
path_flow = float("Inf")
s = sink
while(s != source):
path_flow = min(path_flow, self.graph[parent[s]][s])
s = parent[s]
# 更新残留网络上的边及其反向边
v = sink
while(v != source):
u = parent[v]
self.graph[u][v] -= path_flow
self.graph[v][u] += path_flow
v = parent[v]
max_flow += path_flow
return max_flow
```
此代码片段定义了一个`Graph`类,其中包含了执行Ford-Fulkerson算法所需的方法。它利用宽度优先搜索(BFS)来找寻增广路径并据此更新网络状态,最终返回所求得的最大流数值。
#### 应用场景
该算法广泛应用于各种涉及资源分配优化的实际案例之中,比如但不限于:
- **交通规划**:确定城市道路网内车辆通行的最佳路线组合;
- **计算机网络通信**:评估数据包在网络拓扑结构下的最优传输方案;
- **物流配送调度**:安排货物运输过程中最合理的装载量与路径选择等。
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