匹配问题总结

1.二分图

二分图概念,二分图判定(dfs,bfs染色),二分图最大匹配(匈牙利算法(O(M*N)),Hopcroft-Karp算法(O(sqrt(n)*m)),最小点覆盖,最大独立集

二分图相关参考博客:https://www.cnblogs.com/czsharecode/p/9777533.html

对匈牙利算法以及HK算法解析:https://www.cnblogs.com/penseur/archive/2013/06/16/3138981.html

结论总结:

最小路径覆盖 = 顶点数最大二分匹配数

相关题目:HDU - 1151 Air Raid(最小路径覆盖  GCJ-2009 Round 2C) Stock Charts (最小路径覆盖)

最小点覆盖 = 最大匹配数

无相图最大匹配数 = 所求 最大匹配数/2 (重边)

有向图最大匹配数 = 所求 最大匹配数

相关题目:HDU - 1045 Fire Net (dfs 或 二分图HDU-1281 棋盘游戏 (二分图最大匹配

HDU - 1083 Courses (二分图最大匹配模板HDU-2819 Swap(二分图最大匹配,路径记录

HDU-2389 Rain on your Parade (最大匹配,HK函数

最大独立集 = 所有顶点数 - 最小顶点覆盖 = 所有顶点数 -   最大匹配

 (GCJ-2008 Round 3 C) No Cheating(最大独立集)

匈牙利算法:

//匈牙利算法:(这里用的向前星表示)
//主函数用hungary()获得最大匹配数
const int maxn = 500;//点数
int
match[maxn];//表示匹配关系(左集合到右集合的匹配)
int vis[maxn];//表示是否被访问过
//进行匹配
bool Find(int u){ for(int i = head[u]; ~i ;i =edge[i].next){ int v = edge[i].v; if(!vis[v]){ vis[v] = 1; if(!match[v]||Find(match[v])){ match[v] = u; return true; } } } return false; }
//记录匹配个数

int hungary(){
    int count = 0;
    memset(match,0,sizeof(match));
    for(int i =0;i<=n;i++){
        memset(vis,0,sizeof(vis));
        if(Find(i)) count++;
    }
    return count;
}

Hopcroft-Karp算法(HK算法模板)

//主函数种使用HK()即可得到最大匹配个数   

const int INF = 0x3f3f3f3f;
const int maxn = 500;//点数
int bmap[maxn][maxn];//二分图
int cx[maxn];//左集合i匹配的右集合顶点序号
int cy[maxn];//右集合i匹配的左集合顶点序号                                                                                                                
int n,m;
int dis;
int nx,ny;//左右集合个数
int dx[maxn],dy[maxn];
bool bmask[maxn];
//寻找增广路径,HK算法就是从一个点出发想要一次性寻找到多条增广路径
//所以使用bfs
 bool searchpath()                                                                                                          
 {                                                                                                                          
    queue<int>Q;                                                                                                            
    dis=INF;                                                                                                                
    memset(dx,-1,sizeof(dx));                                                                                               
    memset(dy,-1,sizeof(dy));                                                                                               
    for(int i=1;i<=nx;i++)                                                                                                  
    {                                                                                                                       
       //cx[i]表示左集合i顶点所匹配的右集合的顶点序号                                                                       
       if(cx[i]==-1)                                                                                                        
       {                                                                                                                    
          //将未遍历的节点 入队 并初始化次节点距离为0                                                                       
          Q.push(i);                                                                                                        
          dx[i]=0;                                                                                                          
       }                                                                                                                    
    }                                                                                                                       
    //广度搜索增广路径                                                                                                      
    while(!Q.empty())                                                                                                       
    {                                                                                                                       
       int u=Q.front();                                                                                                     
       Q.pop();                                                                                                             
       if(dx[u]>dis) break;                                                                                                 
       //取右侧节点                                                                                                         
       for(int v=1;v<=ny;v++)                                                                                               
       {                                                                                                                    
          //右侧节点的增广路径的距离                                                                                        
          if(bmap[u][v]&&dy[v]==-1)                                                                                         
          {                                                                                                                 
             dy[v]=dx[u]+1; //v对应的距离 为u对应距离加1                                                                    
             if(cy[v]==-1) dis=dy[v];                                                                                       
             else                                                                                                           
             {                                                                                                              
                dx[cy[v]]=dy[v]+1;                                                                                          
                Q.push(cy[v]);                                                                                              
             }                                                                                                              
          }                                                                                                                 
       }                                                                                                                    
    }                                                                                                                       
    return dis!=INF;                                                                                                        
 }                                                                                                                          
                                                                                                                            
 //寻找路径 深度搜索                                                                                                        
 int findpath(int u)                                                                                                        
 {                                                                                                                          
    for(int v=1;v<=ny;v++)                                                                                                  
    {                                                                                                                       
       //如果该点没有被遍历过 并且距离为上一节点+1                                                                          
       if(!bmask[v]&&bmap[u][v]&&dy[v]==dx[u]+1)                                                                            
       {                                                                                                                    
          //对该点染色                                                                                                      
          bmask[v]=1;                                                                                                       
          if(cy[v]!=-1&&dy[v]==dis)                                                                                         
          {                                                                                                                 
             continue;                                                                                                      
          }                                                                                                                 
          if(cy[v]==-1||findpath(cy[v]))                                                                                    
          {                                                                                                                 
             cy[v]=u;cx[u]=v;                                                                                               
             return 1;                                                                                                      
          }                                                                                                                 
       }                                                                                                                    
    }                                                                                                                       
    return 0;                                                                                                               
 }                                                                                                                          
                                                                                                                            
 //得到最大匹配的数目                                                                                                       
 int HK()                                                                                                             
 {                                                                                                                          
    int res=0;                                                                                                              
    memset(cx,-1,sizeof(cx));                                                                                               
    memset(cy,-1,sizeof(cy));                                                                                               
    while(searchpath())                                                                                                     
    {                                                                                                                       
       memset(bmask,0,sizeof(bmask));                                                                                       
       for(int i=1;i<=nx;i++)                                                                                               
       {                                                                                                                    
          if(cx[i]==-1)                                                                                                     
          {                                                                                                                 
             res+=findpath(i);                                                                                              
          }                                                                                                                 
       }                                                                                                                    
    }                                                                                                                       
    return res;                                                                                                             
 }
原文地址:https://www.cnblogs.com/Tianwell/p/11338055.html