POJ 2112 (二分圖多重匹配)
阿新 • • 發佈:2019-01-10
題意:給出一些擠奶機、奶牛,以及他們之間距離、權值,每隻奶牛都要走到任意一臺機器中,每臺機器最多為M只奶牛服務,問所有奶牛都完成任務,所走的路程最遠的那隻奶牛,所走的路程最短可以是多少。(這裡注意給出的不一定是最短路徑,0代表的是兩點之間沒有直接路徑。)
首先求出任意點間的最短路,由於資料量不大,可以用Floyd。注意到,如果將奶牛、機器作為左右兩幅圖,做一次二分匹配,如果能將所有奶牛匹配完畢,即是完成了任務。但題目要求最遠路程最小,需要二分長度,每次二分以是否能完成二分匹配為標準改變上下限。
這裡的匹配是多重匹配,有兩種做法,其一是將每臺機器都拆成完全相同的M臺機器(拆點),然後進行二分匹配。另一種是直接修改匈牙利演算法,完成真正意義上的多重二分匹配。第二種做法可以加深對匈牙利演算法的理解,因此我了第二種方法。
程式碼:
// 297 Ms #include <iostream> #include <cstring> #include <cstdio> #include <vector> #define N 300 #define inf 1e9 using namespace std; int G1[N][N]; // 原圖 vector<int> G2[N]; // 二分圖 int match[50][50]; // 匹配結果 int cnt[50]; // 每臺機器匹配奶牛的數目 bool mark[50]; void Floyd(int n) { for (int k = 1; k <= n; k++) { for (int i = 1; i <= n; i++) for (int j = 1; j <= n; j++) if (G1[i][k] + G1[k][j] < G1[i][j]) G1[i][j] = G1[i][k] + G1[k][j]; } } int DFS(int M, int u) { // 改進的匈牙利演算法,用於二分多重匹配 for (int i = 0; i < G2[u].size(); i++) { int v = G2[u][i]; if (mark[v]) continue; mark[v] = 1; if (cnt[v] < M) { match[v][cnt[v]++] = u; return 1; } for (int j = 0; j < M; j++) { if (DFS(M, match[v][j])) { match[v][j] = u; return 1; } } } return 0; } int main() { int K, C, M; while (scanf("%d %d %d", &K, &C, &M) != EOF) { for (int i = 1; i <= K+C; i++) { for (int j = 1; j <= K+C; j++) { scanf("%d", &G1[i][j]); if (G1[i][j] == 0) G1[i][j] = inf; } } Floyd(K+C); // 計算最短路 int ans; int low = 0, high = inf; while (low <= high) { // 二分長度 int mid = (low + high) >> 1; memset(G2, 0, sizeof(G2)); memset(cnt, 0, sizeof(cnt)); memset(match, 0, sizeof(match)); // 構造二分圖 for (int i = K+1; i <= K+C; i++) { for (int j = 1; j <= K; j++) { if (G1[i][j] <= mid) G2[i].push_back(j); } } // 二分圖多重匹配 int cnt = 0; for (int i = K+1; i <= K+C; i++) { memset(mark, 0, sizeof(mark)); cnt += DFS(M, i); } if (cnt == C) { high = mid - 1; ans = mid; } else low = mid + 1; } printf("%d\n", ans); } return 0; }