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  • 二分图 (最大匹配 + 最小点覆盖 + 最少路径覆盖 + 最大独立集)

    最大匹配

    匈牙利算法。

    最小点覆盖

    概念:用最少的点,让每条边都至少和其中的一个点关联

    König定理:一个二分图中的最大匹配数等于该图的最小顶点覆盖数。 

    最小点覆盖 = 最大匹配。

    证明:这里

    最少路径覆盖(不相交路径)

    概念:在一个有向图中,找出最少的路径,使得这些路径经过其中每个点,且每个点只与一条路径相关联。

    方法:最少路径覆盖 = 点数 - 二分图最大匹配 。

    证明:设点数为 n ,最大匹配数为 m,因为我们要让路径尽量少,先设每个点即一条路径,然后一个匹配可以连接两个点,即两个点变成了一条路径,也就是 n - 1,有 m 个匹配,也就是还剩下 n - m 条路径

    最少路径覆盖(可相交路径)

    方法:首先用 floyd 求出原图的传递闭包,然后如果 a -> b 有边且原图无边,则进行加边,最后化为 不相交路径的最少路径覆盖。

    最大独立集

    概念:在有N个点的图中,找出 m 个点,是这m个点两两之间的没有边。m 的最大值。

    方法:最大独立集 = 点数 - 最小点覆盖 。  

    证明:我们可以先把所有点放入集合中,现在要去找最少的点使所有的边都被删完,这就是最小点覆盖,因此只要让点数减去最小点覆盖就是最大独立集。

     染色+匈牙利模板

    #include<bits/stdc++.h>
    #define ll long long
    #define MOD 998244353 
    #define INF 0x3f3f3f3f
    #define mem(a,x) memset(a,x,sizeof(a))  
    #define ios ios::sync_with_stdio(false);cin.tie(0);cout.tie(0);
    using namespace std;
    
    const int NUM = 1e5+5;
    int n,m,e,flag,ans;
    int link[NUM];
    bool vis[NUM];
    int col[NUM];
    vector<int>g[4*NUM];
    bool dfs(int x)
    {
    	for(int i=0;i<g[x].size();i++){
    		int v=g[x][i];
    		if(!vis[v]){
    			vis[v]=1;
    			if(!link[v]||dfs(link[v])){
    				link[v]=x;
    				return true;
    			}
    		}
    	}
    	return false;
    }
    void ran(int x,int color)    //染色法判断是否是二分图
    {
    	if(flag==0)return;
    	col[x]=color;
    	for(int i=0;i<g[x].size();i++){
    		if(col[g[x][i]]==col[x]){
    			flag=0;
    			return;
    		}
    		if(!col[g[x][i]]){
    			ran(g[x][i],-color);
    		}
    	}
    }
    int main()
    {
    	while(~scanf("%d %d",&n,&m)){
    		mem(link,0);
    	    mem(vis,0);
    	    mem(col,0);
    	    for(int i=1;i<=n;i++){
    	    	g[i].clear();
    	    }
            for(int i=1;i<=m;i++){
            	int a,b;
            	scanf("%d %d",&a,&b);
            	g[a].push_back(b);
            	g[b].push_back(a);
            }
            flag=1;
            for(int i=1;i<=n&&flag;i++){    //非连通图特有
                if(!col[i]){                //
                	ran(i,1);               //
                }                           //
            }                               //
            ans=0;
            if(flag==0){
            	cout<<"No"<<endl;
            }
            if(flag){
            	for(int i=1;i<=n;i++){
            		if(col[i]==1){
            			for(int j=1;j<=n;j++){
            			    if(col[j]==-1){
            				   vis[j]=0;
            			    }
            		    }
            			//cout<<i<<endl;
            			if(dfs(i)){
            				ans++;
            				//cout<<i<<endl;
            			}
            		}
            	}
            	cout<<ans<<endl;
            }
    	}
        return 0;
    }
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