二分图前期基础知识
二分图:简单来说,如果图中点可以被分为两组,并且使得所有边都跨越组的边界,则这就是一个二分图。准确地说:把一个图的顶点划分为两个不相交集 UU 和VV ,使得每一条边都分别连接UU、VV中的顶点。如果存在这样的划分,则此图为一个二分图。二分图的一个等价定义是:不含有「含奇数条边的环」的图。图 1 是一个二分图。为了清晰,我们以后都把它画成图 2 的形式。
匹配:在图论中,一个「匹配」(matching)是一个边的集合,其中任意两条边都没有公共顶点。
例如,图 3、图 4 中红色的边就是图 2 的匹配。
我们定义匹配点、匹配边、未匹配点、非匹配边,它们的含义非常显然。例如图 3 中 1、4、5、7 为匹配点,其他顶点为未匹配点;1-5、4-7为匹配边,其他边为非匹配边。
极大匹配(Maximal Matching):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:一个图所有匹配中,所含匹配边数最多的匹配,称为这个图的最大匹配。图 4 是一个最大匹配,它包含 4 条匹配边。
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。
完美匹配:如果一个图的某个匹配中,所有的顶点都是匹配点,那么它就是一个完美匹配。图 4 是一个完美匹配。显然,完美匹配一定是最大匹配(完美匹配的任何一个点都已经匹配,添加一条新的匹配边一定会与已有的匹配边冲突)。但并非每个图都存在完美匹配。完全匹配,也称作完备匹配。
举例来说:如下图所示,如果在某一对男孩和女孩之间存在相连的边,就意味着他们彼此喜欢。是否可能让所有男孩和女孩两两配对,使得每对儿都互相喜欢呢?图论中,这就是完美匹配问题。如果换一个说法:最多有多少互相喜欢的男孩/女孩可以配对儿?这就是最大匹配问题。
关于匹配过程中的增广路径推荐这篇文章https://www.cnblogs.com/logosG/p/logos.html
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(-_-||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),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:
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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
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二: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
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三: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()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:
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四: 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。
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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\n",sum); } return 0; }PS:笔者能力有限,期望各位大佬能指正 ,其中匈牙利算法转以下转自 http://blog.csdn.net/dark_scope/article/details/8880547