Hopcroft-Karp算法
https://www.cnblogs.com/penseur/archive/2013/06/16/3138981.html
Hopcroft-Karp算法步骤
设U和V是图G的二分图,M是从U到V的匹配
(1)使用BFS遍历对图的点进行分层,从X中找出一个未匹配点v,(所有v)组成第一层,接下的层是这样形成的——都是查找匹配点(增广路性质),直到在V中找到未匹配点才终止查找,对X其他未匹配点同样进行查找增广路径(BFS只分层不标记是否匹配点)
(2)使用DFS遍历查找(1)形成的增广路,找到就匹配数就累加1
(3)重复(1)(2)操作直到找不出增广路径为止
Hopcroft-Karp算法实现
下面的实现有详细的注释,该算法还是不完美,每次调用searchP()值保留了一个最小的dis值(为什么是最小,因为其是BFS遍历,当同一层次有一个v满足My[v]==-1时,dis就附上相应的层次值),也就是在长度大于dis的层在本次调用时再遍历下去,只能是下次调用searchP()查找,花了好几个小时去理解。
通过上面的分析,易知searchP()是没有遍历层次大于dis的层,也就是说没有把长度大于dis增广路径是没有找到的。当然这样做的好处——防止出现相交的增广路径。
还有个要知道的是dis在下面这个算法中的值只可能是从1逐渐增加偶数变大的,所以这样做是不可能在一次searchP()调用之后DFS出现相交的增广路径的(一定只会是长度小的那个增广路径)。
————————————————
版权声明:本文为CSDN博主「qiudesuo」的原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接:https://blog.csdn.net/qiudesuo/java/article/details/84297210
#include<iostream> #include<queue> using namespace std; const int MAXN=500;// 最大点数 const int INF=1<<28;// 距离初始值 int bmap[MAXN][MAXN];//二分图 int cx[MAXN];//cx[i]表示左集合i顶点所匹配的右集合的顶点序号 int cy[MAXN]; //cy[i]表示右集合i顶点所匹配的左集合的顶点序号 int nx,ny; int dx[MAXN]; //dx,dy是广度搜增广路径时候用来存 距离 左侧未匹配点的距离 int dy[MAXN]; int dis; //dis为增广路径的长度 bool bmask[MAXN]; //寻找 增广路径集 bool searchpath() { queue<int>Q; dis=INF; memset(dx,-1,sizeof(dx)); memset(dy,-1,sizeof(dy)); for(int i=1;i<=nx;i++) { //cx[i]表示左集合i顶点所匹配的右集合的顶点序号 if(cx[i]==-1) //左侧未匹配点进入队列 { //将未遍历的节点 入队 并初始化次节点距离为0 Q.push(i); dx[i]=0; } } //广度搜索增广路径 while(!Q.empty()) { int u=Q.front(); Q.pop(); if(dx[u]>dis) break; //dx[u]>dis,因为dis一开始被设为INF,若dx[u]大于dis, //则表示已经有增广路径dis了(因为dis肯定是被修改过了才使得dx[u]>dis) //取右侧节点 for(int v=1;v<=ny;v++) { //右侧节点的增广路径的距离 if(bmap[u][v]&&dy[v]==-1) //dy[v]==-1只有v为增广路径未经过的点才进入计算距离 { dy[v]=dx[u]+1; //v对应的距离 为u对应距离加1 if(cy[v]==-1) dis=dy[v]; //cy[v]==-1表示若v为右侧没匹配的点,则当前即是增广路径 else { dx[cy[v]]=dy[v]+1; //cy[-1]!=-1 表示v已经被匹配了,这时候我们继续搜寻增广路径, //并将与v匹配的点cy[v]冲入队列,即增广路径未u-->v-->cy[v] Q.push(cy[v]); } } } } return dis!=INF; //有增广路径则会修改dis,则不会等于INF } //寻找路径 深度搜索 int findpath(int u) //由maxmatch知道执行findpath的u肯定是cx[u]=-1的,即未匹配 { for(int v=1;v<=ny;v++) { //如果该点没有被遍历过 并且距离为上一节点+1 if(!bmask[v]&&bmap[u][v]&&dy[v]==dx[u]+1) { //对该点染色,设置已经经过 bmask[v]=1; if(cy[v]!=-1&&dy[v]==dis) //v已经有匹配,且dy[v]=dis,则dx[cy[v]]=dis+1>dis, //此时u-->v--cy[v]肯定不在增广路径上(因为已经超过dis了,而我们是在长度为dis的增广路径) { continue; } if(cy[v]==-1||findpath(cy[v])) //如果v未匹配 或者 findpath(与v匹配点)返回为真,即可以腾一个位置给它 { cy[v]=u;cx[u]=v; return 1; } } } return 0; } //得到最大匹配的数目 int MaxMatch() { int res=0; memset(cx,-1,sizeof(cx)); memset(cy,-1,sizeof(cy)); while(searchpath()) { memset(bmask,0,sizeof(bmask)); for(int i=1;i<=nx;i++) { if(cx[i]==-1) { res+=findpath(i); } } } return res; } int main() { int num; scanf("%d",&num); while(num--) { memset(bmap,0,sizeof(bmap)); scanf("%d%d",&nx,&ny); for(int i=1;i<=nx;i++) { int snum; scanf("%d",&snum); int u; for(int j=1;j<=snum;j++) { scanf("%d",&u); bmap[i][u]=1; // bmap[u][i]=1; } } // cout<<MaxMatch()<<endl; if(MaxMatch()==nx) { printf("YES\n"); } else { printf("NO\n"); } } //system("pause"); return 0; }
该算法实现的关键点:每次使用调用BFS查找到多条增广路的路径长度都是相等的,而且都以第一次得到的dis为该次查找增广路径的最大长度。