二分图匹配 (精)

二分图匹配,自然要先从定义入手,那么二分图是什么呢?

二分图:

二分图又称作二部图,是图论中的一种特殊模型。 设G=(V,E)是一个无向图,如果顶点V可分割为两个互不相交的子集(A,B),并且图中的每条边(i,j)所关联的两个顶点i和j分别属于这两个不同的顶点集(i in A,j in B),则称图G为一个二分图。

简单的说,一个图被分成了两部分,相同的部分没有边,那这个图就是二分图,二分图是特殊的图。

匹配:

给定一个二分图G,在G的一个子图M中,M的边集{E}中的任意两条边都不依附于同一个顶点,则称M是一个匹配。
极大匹配(Maximal Matching)是指在当前已完成的匹配下,无法再通过增加未完成匹配的边的方式来增加匹配的边数。最大匹配(maximum matching)是所有极大匹配当中边数最大的一个匹配。选择这样的边数最大的子集称为图的最大匹配问题。
如果一个匹配中,图中的每个顶点都和图中某条边相关联,则称此匹配为完全匹配,也称作完备匹配。
求二分图匹配可以用最大流(Maximal Flow)或者匈牙利算法(Hungarian Algorithm)

注意匈牙利算法,除了二分图多重匹配外在二分图匹配中都可以使用。

注:二分图匹配中还有一个hk算法,复杂度为o(sqrt(n)*e)由于复杂度降低较低,代码量飙升而且绝大多数情况下没人会闲的卡个sqrt的复杂度。。在此先不讲了,有兴趣可以自己百度,貌似卡这个算法的只有hdu2389

嘛 首先我们讲解一下匈牙利算法的过程:

匈牙利算法:

匈牙利算法几乎是二分图匹配的核心算法,除了二分图多重匹配外均可使用

匈牙利算法实际上就是一种网络流的思想,其核心就是寻找增广路。具体操作就是嗯。。拉郎配

 

注:以下转自 http://blog.csdn.net/dark_scope/article/details/8880547

匈牙利算法是由匈牙利数学家Edmonds于1965年提出,因而得名。匈牙利算法是基于Hall定理中充分性证明的思想,它是部图匹配最常见的算法,该算法的核心就是寻找增广路径,它是一种用增广路径求二分图最大匹配的算法。

-------等等,看得头大?那么请看下面的版本:

 

通过数代人的努力,你终于赶上了剩男剩女的大潮,假设你是一位光荣的新世纪媒人,在你的手上有N个剩男,M个剩女,每个人都可能对多名异性有好感(惊讶-_-||暂时不考虑特殊的性取向),如果一对男女互有好感,那么你就可以把这一对撮合在一起,现在让我们无视掉所有的单相思(好忧伤的感觉快哭了),你拥有的大概就是下面这样一张关系图,每一条连线都表示互有好感。

 

本着救人一命,胜造七级浮屠的原则,你想要尽可能地撮合更多的情侣,匈牙利算法的工作模式会教你这样做:

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一: 先试着给1号男生找妹子,发现第一个和他相连的1号女生还名花无主,got it,连上一条蓝线

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:接着给2号男生找妹子,发现第一个和他相连的2号女生名花无主,got it

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:接下来是3号男生,很遗憾1号女生已经有主了,怎么办呢?

我们试着给之前1号女生匹配的男生(也就是1号男生)另外分配一个妹子。

 

(黄色表示这条边被临时拆掉)

与1号男生相连的第二个女生是2号女生,但是2号女生也有主了,怎么办呢?我们再试着给2号女生的原配(发火发火)重新找个妹子(注意这个步骤和上面是一样的,这是一个递归的过程)

 

此时发现2号男生还能找到3号女生,那么之前的问题迎刃而解了,回溯回去

 

2号男生可以找3号妹子~~~                  1号男生可以找2号妹子了~~~                3号男生可以找1号妹子

所以第三步最后的结果就是:

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: 接下来是4号男生,很遗憾,按照第三步的节奏我们没法给4号男生腾出来一个妹子,我们实在是无能为力了……香吉士同学走好。

 

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这就是匈牙利算法的流程,其中找妹子是个递归的过程,最最关键的字就是“腾”字

其原则大概是:有机会上,没机会创造机会也要上

 hdu2063:

hdu2063就是一道裸二分图最大匹配的问题,直接上匈牙利算法即可。

#include<cstdio>  
#include<cstring>  
#include<iostream>  
#include<queue>  
#include<vector>  
#include<cmath>  
#include<algorithm>  
using namespace std;  
const int N=505;  
int line[N][N];  
int girl[N],used[N];  
int k,m,n;  
bool found(int x)  
{  
    for(int i=1; i<=n; i++)  
    {  
        if(line[x][i]&&!used[i])  
        {  
            used[i]=1;  
            if(girl[i]==0||found(girl[i]))  
            {  
                girl[i]=x;  
                return 1;  
            }  
        }  
    }  
    return 0;  
}  
int main()  
{  
    int x,y;  
    while(scanf("%d",&k)&&k)  
    {  
        scanf("%d %d",&m,&n);  
        memset(line,0,sizeof(line));  
        memset(girl,0,sizeof(girl));  
        for(int i=0; i<k; i++)  
        {  
            scanf("%d %d",&x,&y);  
            line[x][y]=1;  
        }  
        int sum=0;  
        for(int i=1; i<=m; i++)  
        {  
            memset(used,0,sizeof(used));  
            if(found(i)) sum++;  
        }  
        printf("%d\n",sum);  
    }  
    return 0;  
}  

转自:http://blog.csdn.net/thundermrbird/article/details/52231639

 

posted @ 2017-12-30 16:08  Kevin_naticl  阅读(253)  评论(0编辑  收藏  举报