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C++ Discussion :

Algorithme de Ford-Fulkerson


Sujet :

C++

  1. #1
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    Par défaut Algorithme de Ford-Fulkerson
    Bonsoir à tous!
    J'ai un projet à rendre sur l'algorithme de Ford-Fulkerson concernant la recherche de chemin optimal en recherche opérationnelle. Mais l'algorithme que j'ai trouvé ne se compile pas sur c++. J'aimerai bien que vous m'aidiez en m'aidant a trouver le probleme qui empeche l'algorithme ou encore me proposer un algorithme fprd-fulkerson qui se compile sur c++ car celui que j'ai est en anglais et ce serait préférable de traduire les termes technique en francais!
    voici l'algorithme et merci de coopérer:

    Code : Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part
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    /*****          FORD-FULKERSON ALGORITHM IMPLEMENTATION  *****/
    /** Module Name :       ff.cpp                                                          **/
    /** Date : 10 / 26 / 2005                                                               **/
    /** Description : Finding maximum flow on directed graph
                                            using FORD-FULKERSON algorithm          **/
    /** Author :    Chinh Trung VU                                                  **/
    /** Purpose : Completing algorithm class assignment             **/
     
    #include <fstream>
    #include <ostream.h>
    #include <ctime>
     
    /*/USEFUL FUNCTION/*/
    #define min(x,y) (x)<(y)? (x):(y) ;  // returns minimum
    #define clrscr() system("cls");
     
    /*/ BASIC DEFINITIONS /*/
    typedef int dat_type;	// data type for capacity, flow, ...
    //for bfs
    	#define WHITE 0		// node is not visited
    	#define GRAY 1		// node is not visited but wait in line (on queue)
    	#define BLACK 2		// node visited
    //for graph input
    	int No_of_Node;		// number of nodes
    	int No_of_Edge;		// number of edges
    	#ifndef INFINITY
    		#define INFINITY 0x7fff
    	#endif
    //for estimating running time
    //	#define NO_LOOP 50 //1000
     
    /*/ ADJACENCY LIST DATA STRUCTURE/*/
    struct link  // Structure for adjacency links (edges)
    {	
    	dat_type capacity;	// link capacity
    	dat_type flow;		// flow after each time augmenting
    	int node_name;		// name of the end node of the edge
    	struct link *adj;	// the next edge
    };
    struct node_detail		// Structure for nodes
    {
    	int node_name;		// name of the node
    	int bfs_status,prev;// for bfs use
    	struct link *adj;	// next edge
    };
    typedef struct node_detail Vertex;
    // ~ End of ADJACENCY LIST DATA STRUCTURE\\
     
    /*/ adjacency list for origin graph G + residual graph of G /*/
    Vertex *vertices;
     
    /*/ ADD NECESSARY LIBRARY/*/
    #include "Queue.cpp"	// queue class
    #include "graph_lib.cpp"// graph randomizing
     
    /*/FUNCTION PROTOTYPE/*/
    struct link * find_edge(int from, int to);
    int bfs(int start, int target);
    double Ford_Fulkerson (int source, int sink);
    bool read_input_file(char *filename);
    void declare_adj_list();
    void remove_adj_list();
     
    /*/FUNCTION IMPLEMENTATION/*/
     
    /* Find edge [from,to] on adjacency list.
    	- input:  from, to node
    	- output: edge in the form pointer of link structure
    */
    struct link * find_edge(int from, int to){
    	struct link *e_temp;
    	e_temp = vertices[from].adj;
    	//begin to find in the link list the edge [from,to]
    	while ((e_temp->node_name !=to) && (e_temp!=NULL))
    		e_temp = e_temp->adj;
    	return e_temp;
    }
     
    /* Breapth First Search (BFS) Traversal on RESIDUAL graph.
    	- input:  residual graph. source, sink node
    	- output: + sortest (in term of "no of edge") path 
    				saved on the adjacency list
    			  + return true if reach target, and vice versa
    */
    int bfs(int start, int target){
    	int i=1,j=0;
    	int vnode,v;
    	struct link *e_temp;
    	Queue qu; //creat queue class
     
    	// Reset all node to not visited status
    	for(i=0;i<No_of_Node;i++)
    		vertices[i].bfs_status=WHITE;
     
    	//Start to traverse
    	qu.Add_Queue(start);
    	vertices[start].bfs_status=GRAY;
     
    	while(!qu.Queue_Empty()) // If queue empty, we stop!
    	{  	vnode = qu.Del_Queue();
    		vertices[vnode].bfs_status=BLACK; //node vnode is visited
    		// Search all adjacent WHITE nodes v of vnode
    		e_temp = vertices[vnode].adj;
    		while(e_temp!=NULL) {
    			v=e_temp->node_name;
    			// We only care edges in the RESIDUAL graph having POSITIVE RESIDUAL CAPACITY
    			if ( (vertices[v].bfs_status==WHITE) && (e_temp->capacity > e_temp->flow) ){
    				qu.Add_Queue(v);
    				vertices[v].bfs_status=GRAY; //show that node v is waiting in queue
    				vertices[v].prev = vnode;
    				//Small trick: If we reach to target, paint it BLACK and stop
    				if (v==target){
    					vertices[target].bfs_status=BLACK;
    					qu.ClearAll(); //remove Queue from memory
    					break;
    				}
    			}
    			e_temp = e_temp->adj;
    		}
    	}
    	// The color of the target node is black means it was reached.
    	return (vertices[target].bfs_status==BLACK);
    }
     
    /* Main FORD-FULKERSON methods, EDMONDS-KARP algorithm [Cormen]
    	- input:  residual graph. source, sink node
    	- output: return Maximum flow
    */
    double Ford_Fulkerson (int source, int sink) {
        int u;
    	struct link *e_temp;
        double max_flow = 0;
     
    	// idea: While there exists an augmenting path, increment the flow along this path.
        while (bfs(source,sink)) { //1. Find shortest path
            // 2. Determine the amount by which we can increment the flow.
    		int increment = INFINITY;
    		u=sink;
    		while (u!=source){ //go along shortest path from sink to source
    			e_temp = find_edge(vertices[u].prev,u);
    			increment = min(increment, e_temp->capacity - e_temp->flow);
    			u = vertices[u].prev;
    		}
     
    		// 3. Increment the flow along the found shortest path.
    		u=sink;
    		while (u!=source){ //go along shortest path from sink to source
    			//3.1: increment flow edge [prev_u,u] if [prev_u,u] on shortest path
    			e_temp = find_edge(vertices[u].prev,u);
    			e_temp->flow+= increment;
    			//3.2: decrement flow edge [u,prev_u] if [prev_u,u] on shortest path
    			e_temp = find_edge(u,vertices[u].prev);
    			e_temp->flow-= increment;
     
    			u = vertices[u].prev; //continue crawling to source
    		}
    		max_flow += double(increment);
        }
    	return max_flow;
    }
     
    /* Delete adjacency list vertices after each running time estimation
    	- input:  vertices matrix
    	- output: return true if successful and vice versa
    */
    void remove_adj_list(){
    	struct link *e_temp;
    	struct link *next_e;
     
    	// go through all list elements
    	for(int i=0;i<No_of_Node;i++){
    		//delete all adjacent nodes of each element
    		e_temp = vertices[i].adj;
    		while (e_temp!=NULL){
    			next_e=e_temp->adj;
    			if (next_e!=NULL)
    				delete e_temp;
    			e_temp = next_e;
    		}
    	}
    	delete e_temp;
    	delete next_e;
    	delete vertices;
    }
     
    int main (int argc, char *argv[]) {
    	char *filename;
    	int NO_LOOP;
    	int maximum_flow;
    	clock_t start, elapsed; //for estimating running time
    	struct link *e_temp; //for restarting flow each test
    //A. Preparation
    	//A.1 print welcome screen
    	clrscr();
    	cout<<"**********************************************************\n";
    	cout<<"*                                                        *\n";
    	cout<<"*            Student name: Chinh Trung VU                *\n";
    	cout<<"*                                                        *\n";
    	cout<<"*      FORD-FULKERSON ALGORITHMS IMPLEMENTATION          *\n";
    	cout<<"*                                                        *\n";
    	cout<<"**********************************************************\n\n";
    	//A.2: randomize cost (weight) link values for indirect graph
    	//A.2.1. processing command parameter to get No_of_Node & No_of_Edge value
     
    	if (argc<4) {
    		cout << "PROGRAM SYNTAX:\n\n";
    		cout << "\t ff [N/D/T] Number_Of_Iteration \n\t\t[Number_Of_Node/File_name] [Number_Of_Edge/Graph Density]\n";
    		cout << "  ----------------\n  First parameter:\n  ----------------\n";
    		cout << "\tN: Input number of edges\n";
    		cout << "\tD: Input graph density\n";
    		cout << "\tT: Input from text file\n";
    		cout << "  --------\n  Example:\n  --------\n";
    		cout << "\t ff N 1000 100 5000\n";
    		cout << "\t ff D 1000 100 90\n";
    		cout << "\t ff T 1000 sample.txt\n\n";
    		return 0;
    	}
     
    	//A.2.2. Randomizing input or Reading text file
    	switch (toupper(*argv[1])){
    	case 'N': //input no of edges
    		if (argc!=5) {cout << "\nNot enough parameter"; return 0;}
    		NO_LOOP=atoi(argv[2]);
    		No_of_Node=atoi(argv[3]);
    		No_of_Edge=atoi(argv[4]);
     
    		randomize_input(No_of_Node,No_of_Edge);
    		break;
    	case 'D': //input density
    		if (argc!=5) {cout << "\nNot enough parameter"; return 0;}
    		NO_LOOP=atoi(argv[2]);
    		No_of_Node=atoi(argv[3]);
    		No_of_Edge=(No_of_Node*(No_of_Node-1)*atoi(argv[4]))/100;
     
    		randomize_input(No_of_Node,No_of_Edge);
    		break;
    	case 'T': //input text sample file
    		NO_LOOP=atoi(argv[2]);
    		filename = argv[3];
     
    		read_input_file(filename);
    		break;
    	default:
    		cout << "Wrong input";
    		break;
    	}
     
    //B. Running algorithm and measuring run-time
    	start = clock();
    	// Running algorithm 
    	for (int m=0;m<NO_LOOP;m++){
    		//restarting all flow to 0 before implementing algorithm
    		for (int i=0; i<No_of_Node;i++){
    			e_temp = vertices[i].adj;
    			while(e_temp!=NULL) {
    				e_temp->flow=0;
    				e_temp=e_temp->adj;
    			}
    		}
    		maximum_flow = Ford_Fulkerson(0,No_of_Node-1);
    	}
     
    		//Showing running time on screen
    	elapsed = clock() - start;
    	cout << "\n\nAlgo name\tNo_of_Node\tNo_of_Edge\tRunning time\n";
    	cout << "---------\t----------\t----------\t------------\n";
    	cout << "Ford-Fulkerson\t" << No_of_Node << "\t\t" << No_of_Edge << "\t\t"  << float(elapsed)/float(NO_LOOP) <<"\n";
     
    	cout << "\n\nMaxomum flow \t\t:"<<maximum_flow<<"\n";
     
    	delete e_temp;
    	remove_adj_list(); //clean memory
    	//system("PAUSE");
        return 0;
    }

  2. #2
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    on ne coopére pas ici, on contribue. Deuzio, on ne fait les devoirs.
    Travaille, dis nous ce qui ne passe pas et on avisera. c'est pas 3615 kineveu :o

  3. #3
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  4. #4
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    Ton code est du code C++ donc tu devrais pouvoir le compilé avec gcc ou autre.

    Si c'est un devoir le mieux serait de l'écrire toi même l'algo en question, je ne vois pas l'intérêt de le pomper sur le net, enfin bref.

    Bonne chance.
    «Placez votre main sur un poêle une minute et ça vous semble durer une heure. Asseyez vous auprès d'une jolie fille une heure et ça vous semble durer une minute. C'est ça la relativité.»
    [ Albert Einstein ]

    «Il n’existe que deux choses infinies, l’univers et la bêtise humaine... mais pour l'univers, je n'ai pas de certitude absolue.»
    [ Albert Einstein ]

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