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雙核心 CPU 排程最小化成本:最小割/最大流建模

     編輯:程式設計疑難解答

經典圖論優化問題:N 個模組分配到兩顆 CPU 核心,每模組在核心 A、B 的執行成本為 Ai, Bi;M 對模組需資料交換,若分屬不同核心額外付出 w。求最小總成本。

建模為最小割

  • 建立源點 S、匯點 T。
  • 每模組 i 建一個節點,連邊 S→i 容量 Ai,i→T 容量 Bi。
  • 每對交換 (a,b,w) 加無向邊 a↔b 容量 w(或雙向有向邊)。
  • 最小割將節點分為 S 側(核心 A)與 T 側(核心 B),割集容量即總成本。

演算法選擇

N ≤ 20000, M ≤ 200000,需高效最大流演算法:Dinic(O(E√V))或 ISAP(間隙優化)。邊數約 2M+N ≤ 420000,動態加邊需注意記憶體。

關鍵實作細節

  • 使用鄰接表存圖,邊結構含 to, cap, rev。
  • BFS 分層 + DFS 增廣(Dinic),配合當前弧優化。
  • 長整型儲存容量,答案可能超過 32 位元。

此題為最小割經典應用,掌握建模技巧可解決大量資源分配問題。

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