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  • 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:

    ===============================================================================

    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

    ===============================================================================

    :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(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:

    ===============================================================================

    : 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。

    ===============================================================================

    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
    ",sum);  
        }  
        return 0;  
    }  

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

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/Kv-Stalin/p/8150180.html
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