“从流本身看,流分解定理把任意可行流拆成若干条源汇路径流与环流,说明流值由路径部分承担,而环只改变边上的内部循环。这个表示结论帮助解释可行流的组成,却不提供最优性;最大流最小割定理仍需用同值割…”
形式陈述 ​
设
构造证明在正流支撑图中进行。流值为正时从
直觉
边流记录汇总通过量,分解则把它追踪成若干批货物的完整路线。内部有向环可以携带流,却既不从源带出新货物,也不向汇增加净值;所以流值只由源汇路径系数之和决定。
路径与环是守恒约束的原子形态。沿正支撑抽取而不是在原图任意选路,保证每次相减后所有边流仍非负。
例子与边界
若
同一流的分解通常不唯一:当正支撑中多条路径共享边时,先抽哪条会改变后续组件。定理保证存在稀疏分解,不提供唯一的“每单位流实际走过的路线”。
最大流也可能叠加正环流;最大性只约束源汇净值,不自动删除循环。无向网络若用一对反向弧表示,分解前需先固定有向流约定并消去同边双向抵消,否则“环”可能只是表示冗余。
推论与应用
流分解把边变量模型与路径变量模型连接起来,用于多商品流、路径采样、运输解释和积分流证书。它也说明任何正值可行流都至少包含一条正流源汇路径。
组件数界来自每轮消去一条正边,而不是路径数量单独总小于
参考资料
- Ravindra K. Ahuja, Thomas L. Magnanti, and James B. Orlin, Network Flows, Prentice Hall, 1993, §3.5.
- Alexander Schrijver, Combinatorial Optimization, Springer, 2003, Ch. 10.