HD-2063 匈牙利演算法解決二分圖問題
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我們先來講講匈牙利演算法:
【書本上的演算法往往講得非常複雜,我和我的朋友計劃用一些簡單通俗的例子來描述演算法的流程】
匈牙利演算法是由匈牙利數學家Edmonds於1965年提出,因而得名。匈牙利演算法是基於Hall定理中充分性證明的思想,它是部圖匹配最常見的演算法,該演算法的核心就是尋找增廣路徑,它是一種用增廣路徑求二分圖最大匹配的演算法。
-------等等,看得頭大?那麼請看下面的版本:
通過數代人的努力,你終於趕上了剩男剩女的大潮,假設你是一位光榮的新世紀媒人,在你的手上有N個剩男,M個剩女,每個人都可能對多名異性有好感(-_-||暫時不考慮特殊的性取向),如果一對男女互有好感,那麼你就可以把這一對撮合在一起,現在讓我們無視掉所有的單相思(好憂傷的感覺
本著救人一命,勝造七級浮屠的原則,你想要儘可能地撮合更多的情侶,匈牙利演算法的工作模式會教你這樣做:
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一: 先試著給1號男生找妹子,發現第一個和他相連的1號女生還名花無主,got it,連上一條藍線
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二:接著給2號男生找妹子,發現第一個和他相連的2號女生名花無主,got it
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三:接下來是3號男生,很遺憾1號女生已經有主了,怎麼辦呢?
我們試著給之前1號女生匹配的男生(也就是1號男生)另外分配一個妹子。
(黃色表示這條邊被臨時拆掉)
與1號男生相連的第二個女生是2號女生,但是2號女生也有主了,怎麼辦呢?我們再試著給2號女生的原配()重新找個妹子(注意這個步驟和上面是一樣的,這是一個遞迴的過程)
此時發現2號男生還能找到3號女生,那麼之前的問題迎刃而解了,回溯回去
2號男生可以找3號妹子~~~ 1號男生可以找2號妹子了~~~ 3號男生可以找1號妹子
所以第三步最後的結果就是:
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四: 接下來是4號男生,很遺憾,按照第三步的節奏我們沒法給4號男生騰出來一個妹子,我們實在是無能為力了……香吉士同學走好。
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這就是匈牙利演算法的流程,其中找妹子是個遞迴的過程,最最關鍵的字就是“騰”字其原則大概是:有機會上,沒機會創造機會也要上
【code】
- bool find(int x){
- int i,j;
- for (j=1;j<=m;j++){ //掃描每個妹子
- if (line[x][j]==true && used[j]==false)
- //如果有曖昧並且還沒有標記過(這裡標記的意思是這次查詢曾試圖改變過該妹子的歸屬問題,但是沒有成功,所以就不用瞎費工夫了)
- {
- used[j]=1;
- if (girl[j]==0 || find(girl[j])) {
- //名花無主或者能騰出個位置來,這裡使用遞迴
- girl[j]=x;
- returntrue;
- }
- }
- }
- returnfalse;
- }
在主程式我們這樣做:每一步相當於我們上面描述的一二三四中的一步
- for (i=1;i<=n;i++)
- {
- memset(used,0,sizeof(used)); //這個在每一步中清空
- if find(i) all+=1;
- }
0對,無匹配
第一遍
1對, a--A
第二遍
2對, a--B ,b--A
第三遍
3對, a--B ,b--C ,c--A
整個流程就是這樣子的
現在應該思路清晰了,但是如何程式設計呢
程式設計(匈牙利演算法):
bool 尋找從k出發的對應項出的可增廣路
{
while (從鄰接表中列舉k能關聯到頂點j)
{
if (j不在增廣路上)
{
把j加入增廣路;
if (j是未蓋點 或者 從j的對應項出發有可增廣路)
{
修改j的對應項為k;
則從k的對應項出有可增廣路,返回true;
}
}
}
則從k的對應項出沒有可增廣路,返回false;
}
void 匈牙利hungary()
{
for i->1 to n
{
if (則從i的對應項出有可增廣路)
匹配數++;
}
輸出 匹配數;
}
#include <iostream>
using namespace std;
bool map[505][505],d[505];
int n,m;
int s[505];
bool find(int a)
{
int i;
for(i=1;i<=m;i++)
{
if(!d[i]&&map[a][i])
{
d[i]=1;
if(!s[i]||find(s[i]))
{
s[i]=a;
return true;
}
}
}
return false;
}
int main()
{
int t,a,b,i,ans;
while(cin>>t,t)
{
ans=0;
memset(map,0,sizeof(map));
memset(s,0,sizeof(s));
cin>>n>>m;
while(t--)
{
cin>>a>>b;
map[a][b]=true;
}
for(i=1;i<=n;i++)
{
memset(d,0,sizeof(d));
if(find(i))
ans++;
}
cout<<ans<<endl;
}
return 0;
}