二分图算法(判定和最大匹配)
![](https://upload-images.jianshu.io/upload_images/17045881-b7f62865bbf810ff.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)
二分图定义:
顶点集V可分割为两个互不相交的子集,并且图中每条边依附的两个顶点都分属于这两个互不相交的子集,两个子集内的顶点不相邻。同一个子集中没有两个点直接相连。
图中没有含奇数条边的环。任何无回路的的图均是二分图。
二分图的判定:
![](https://upload-images.jianshu.io/upload_images/17045881-70ab44f4d06ca8c8.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)
如图一个二分图FIG.1都可以分成两个互不相交的子集如图FIG.2的形式
假如给的图是连通图就从1开始染色。如果是非连通图只要把每个连通块遍历一遍就可以了。
- 如果节点没有染过色,就染上与它相反的颜色,推入队列。
- 如果节点染过色且相反,忽视掉。
- 如果节点染过色且与父节点相同,证明不是二分图,return。
二分图判定:
BFS判定:
bool bfs(int x)
{
queue<int>qu;
color[x]=1;
qu.push(x);
while(!qu.empty( ))
{
int k=qu.front( );
qu.pop( );
for(int i=0;i<vep[k].size( );i++)
{
int v=vep[k][i];
if(color[v]==0)
{
color[v]=-color[k];
qu.push(v);
}
else if(color[v]==color[k])
{
return false;
}
}
}
return true;
}
DFS判定:
flag=1;
void bfs(int x,int k)
{
color[x]=k;
for(int i=0;i<vep[x].size( );i++)
{
int v=vep[x][i];
if(color[v]==-0)
{
bfs(v,-k);
}
else if(color[x]==color[v])
{
flag=0;
return ;
}
}
}
二分图最大匹配
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。(一条边的两个端点都不是另外一条边的端点)
个人觉得很好理解:
注:以下转自 https://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:
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
-_-||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,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:
==============================================>=
- 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
==============================================>=
- 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
==============================================>=
- 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:
===============================================================================
- 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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==================
匈牙利算法:
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int edge[505][505];
int vis[505];
int L[505];
int k,m,n,x,y;
int Hungarian(int x)
{
for(int i=1;i<=m;i++)
{
if(!vis[i]&&edge[x][i])
//如果有暧昧并且还没有标记过(这里标记的意思是这次查找曾试图改变过该妹子的归属问题,但是没有成功,所以就不用瞎费工夫了)
{
vis[i]=1;
if(L[i]==-1||Hungarian(L[i]))//名花无主或者能腾出个位置来,这里使用递归
{
L[i]=x;
return 1;
}
}
}
return 0;
}
int main( )
{
memset(edge,0,sizeof(edge));
cin>>k>>n>>m;
for(int i=1;i<=k;i++)
{
cin>>x>>y;
edge[x][y]=1;
}
memset(L,-1,sizeof(L));
int ans=0;
for(int i=1;i<=n;i++)
{
memset(vis,0,sizeof(vis));//需要每次更新;
if(Hungarian(i))
{
ans++;
}
}
cout<<ans<<endl;
return 0;
}
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