acwing算法基础之搜索与图论--匈牙利算法求二分图的最大匹配数

目录

  • [1 基础知识](#1 基础知识)
  • [2 模板](#2 模板)
  • [3 工程化](#3 工程化)

1 基础知识

二分图中的最大匹配数:从二分图中选择一些边(这些边连接集合A和集合B,集合A中结点数目为n1,集合B中结点数目为n2),设为集合S,其中任意两条边不共用一个结点。求集合S的最大元素数目,即二分图中的最大匹配数。

匈牙利算法的关键步骤:

  1. 初始化匹配数组match1\~n2 = 0。其中matchb = a,表示集合B中的结点b匹配了集合A中的结点a。
  2. 遍历集合A中的每一个结点a:初始化状态数组st1\~n2 = false,其中stb = false表示集合B中的结点b没有被访问。然后,find(x),如果它返回true,那么答案加1。
cpp 复制代码
bool find(int a) {//a为集合A中的结点
	for (auto b : g[x]) {
		if (!st[b]) {//如果结点b没有被访问
			st[b] = true;
			if (match[b] == 0 || find(match[b])) { //如果结点b没有被匹配,或者结点b匹配了的结点可以找到新的
				match[b] = a;
				return true;
			}
		}
	}
	return false;
}
  1. 最终返回答案,即为该二分图的最大匹配数。

2 模板

cpp 复制代码
int n1, n2;     // n1表示第一个集合中的点数,n2表示第二个集合中的点数
int h[N], e[M], ne[M], idx;     // 邻接表存储所有边,匈牙利算法中只会用到从第一个集合指向第二个集合的边,所以这里只用存一个方向的边
int match[N];       // 存储第二个集合中的每个点当前匹配的第一个集合中的点是哪个
bool st[N];     // 表示第二个集合中的每个点是否已经被遍历过

bool find(int x)
{
    for (int i = h[x]; i != -1; i = ne[i])
    {
        int j = e[i];
        if (!st[j])
        {
            st[j] = true;
            if (match[j] == 0 || find(match[j]))
            {
                match[j] = x;
                return true;
            }
        }
    }

    return false;
}

// 求最大匹配数,依次枚举第一个集合中的每个点能否匹配第二个集合中的点
int res = 0;
for (int i = 1; i <= n1; i ++ )
{
    memset(st, false, sizeof st);
    if (find(i)) res ++ ;
}

3 工程化

题目1:求二分图的最大匹配。

cpp 复制代码
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <vector>

using namespace std;

const int N = 510;
int n1, n2, m;
vector<vector<int>> g(N);
int match[N];
bool st[N];

bool find(int a) {
    for (auto b : g[a]) {
        if (!st[b]) {
            st[b] = true;
            if (match[b] == 0 || find(match[b])) {
                match[b] = a;
                return true;
            }
        }
    }
    return false;
}

int main() {
    cin >> n1 >> n2 >> m;
    int a, b;
    while (m--) {
        cin >> a >> b;
        g[a].emplace_back(b);
    }
    
    int res = 0;
    for (int i = 1; i <= n1; ++i) {
        memset(st, 0, sizeof st);
        if (find(i)) res++;
    }
    
    cout << res << endl;
    
    return 0;
}
相关推荐
HPtiger3 小时前
数据结构——选择排序
数据结构·算法·排序算法
康实训3 小时前
老年评估仿真实训平台架构设计与老年人能力评估实训室教学落地实践
大数据·人工智能·算法·实训室·实训室建设
DongQiShanRen3 小时前
六根硬件映射(四):归属澄清、两处不一致与卷十一总表
开发语言·人工智能·算法·rust·哈希算法·集成学习
CCblandy3 小时前
雪花 ID 四个边界实测:时钟回拨重号 500 个,前端 JSON.parse 直接丢精度
后端·python·算法·性能优化·架构
丑梨数据3 小时前
信创环境里跑文档工具:格式兼容与本地合规的几个坑
数据结构·人工智能·算法·决策树·排序算法
erzong2315 小时前
Linux操作系统:线程概念与控制
linux·算法
Nil2086 小时前
leetcode 5最长回文子串
算法·leetcode·职场和发展
xxwl5856 小时前
区域赛分类题解
c++·笔记·学习·算法
m0_674571976 小时前
力扣 hot 100 python
python·算法·leetcode
青少儿编程课堂6 小时前
蓝桥杯+全国青少年信息素养大赛+电子学会PythonC/C++考级:最长公共子序列LCS解析
c++·python·算法·bfs·信息学竞赛