二分图匹配问题(二分图匹配问题
发布时间: 2023-07-10

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二分图匹配问题

g:arrayof boolean;
y:arrayof boolean;
link:arrayof longint;
function find(v:longint):boolean;
var i:longint;
begin
for i:=1 to m do
if g) then
begin
y:=true;
if (link) then
begin
link:=v;
find:=true;
exit;
end;
end;
find:=false;
end;
begin
//read the graph into array g
for i:=1 to n do
begin
fillchar(y,sizeof(y),0);
if find(i) then inc(ans);
end;
我用C++的,这个PASCAL程序是别处的
其中n,m分别为2部图两边节点的个数,两边的节点分别用1..n,1..m编号
g=true表示x,y两个点之间有边相连
link记录的是当前与y节点相连的x节点
y记录的是y中的i节点是否被访问过.
算法的思路是不停的找增广轨,并增加匹配的个数,增广轨顾名思义是指一条可以使匹配数变多的路径,在匹配问题中,增广轨的表现形式是一条“交错轨“,也就是说这条由图的边组成的路径,它的第一条边是目前还没有参与匹配的,第二条边参与了匹配,第三条边没有..最后一条边没有参与匹配,并且始点和终点还没有被选择过.这样交错进行,显然他有奇数条边.那么对于这样一条路径,我们可以将第一条边改为已匹配,第二条边改为未匹配...以此类推.也就是将所有的边进行“反色“,容易发现这样修改以后,匹配仍然是合法的,但是匹配数增加了一对.另外,单独的一条连接两个未匹配点的边显然也是交错轨.可以证明,当不能再找到增广轨时,就得到了一个最大匹配.这也就是匈牙利算法的思路.
代码中find(i)就是寻找有没有从x点i开始的增广轨,如果有就进行上述操作,代码是递归的,所以看起来不是很显然,画个图试试就很清楚了.
P.S. 我比较笨,以前学习匈牙利算法时花了不少时间来理解这段代码的意思,希望楼主能很快理解,所以用很贫乏和不规范的语言描述了一下算法.希望能满意

二分图匹配,匈牙利算法原理与实现

中国如今男女比例严重失衡,2021年预计将有9200万单身贵族。为了帮助解决这个社会性问题,提升整体人民的幸福感,小K打算投身到这份伟大的事业中。
几何思维 ”婚恋所,用最科学的方法,帮你脱单。通过概率论寻找最佳匹配对象,再通过微积分精确计算好感上升曲线,最后用数值分析无限逼近对方的理想型。最可怕的是,还包邮呢亲,关注一波了解一下?

上班第一天,老板给了小K一份单身男女好感的数据资料。如下图,连线表示双方互有好感,可以尝试处对象。

突然遇到了一个问题,那怎么才能进行最大的匹配,创造整体人民最大的幸福感呢,当然也可以顺便拿最多的中介费啦。

很多时候不是你比别人差,而是你执行力不够,在犹豫中丧失机会。
大家就先行动起来吧。

快看,男1号选手在小K的鼓励(怂恿)下,率先对女1号发起了进攻。在离失败只有0.01公分的时候,他竟然奇迹般的完成反杀,没错,他成功啦,这种高超的技巧,娴熟的手法简直如同教科书一般,值得在座的每个同学深入研究反复琢磨啊。

男2号选手也不甘落后,也对女2号选手发起了进攻,没错,又一次成功啦。

男3号选手:我勒个去,我上我也行啊。于是也对自己心动的女1号发起了进攻,毫无意外,他阵亡了。。。

中间彩蛋。

男3号不甘心,原地复活,想再战一回。在一个地方跌倒,咱们就换一个地方再跌。。。
于是对女2号发起了进攻。

几经波折。

男3号终于也成为了有牵绊的男人,不论未来有多久,只在乎曾经拥有过。

男4一看:这也没我啥事儿了啊。

以上的过程其实就是经典的 匈牙利算法 ,求解二分图的最大匹配问题。

二分图
定义:设G=(V,E)是一个无向图,顶点集V可分割为两个互不相交的子集X,Y,并且图中每条边关联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。

判断是否为二分图的充要条件:G至少有两个顶点,且其所有回路的长度均为偶数。
判断方法:染色法

可用bfs或者dfs。

匹配
在二分图G的子图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

饱和点
匹配M的边集所关联的点为 饱和点 ,否则为 非饱和点 。如上图:

交错路
定义:图G的一条路径,且路径中的边在属于M和不属于M中交替出现。

增广路(非网络流中的定义)
定义:一条交错路,且该交错路的起点和终点都为匹配M的非饱和点。
如上图,交错路1是增广路;交错路2不是增广路,因为终点 X1 不是非饱和点。

由增广路推出以下结论:

匈牙利算法核心思想:

变量定义及初始化

初始化

递归寻找增广路

遍历所有点

测试数据

二分图最大匹配Matlab程序(在线等,感激不尽!)

第一个问题比较简单,这里懒得对着你的图片敲数据,用随机数代替

long=100;

A=0.1*rand(long,1);

B=0.15*rand(long,1);

=meshgrid(A,B);

gg=0.5017*AA-0.65*BB;

g=gg》=-0.03&gg《=0.03; %这就是gij矩阵,相当于二分图的连接矩阵

= maxnum(g);%第二个问题就是求二分图的最大匹配问题,这里

%调用了一个自己写maxnum函数,返回num就是最大值,h是hij(不唯一)

以下是maxnum.m的内容,用的是匈牙利算法

其中还用了一个递归的incpath函数,寻找增广路径

function  = maxnum(g)
s=size(g);
global G_h;%矩阵hij记录选中
global G_g;%矩阵gij记录匹配
global G_v;%记录当前一次路径访问过的节点
G_h=false(s);%矩阵hij初始为空
G_g=g;%矩阵gij就是传递进来的参数g
for i=1:s(1)
    G_v=fa

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