AcWing 861:二分图的最大匹配 ← 匈牙利算法
匈牙利算法:If girl j doesn't have a boyfriend, or her previous boyfriend can book other girls he likes.Pairing successful.
【题目来源】
https://www.acwing.com/problem/content/863/
【题目描述】
给定一个二分图,其中左半部包含 n1 个点(编号 1∼n1),右半部包含 n2 个点(编号 1∼n2),二分图共包含 m 条边。
数据保证任意一条边的两个端点都不可能在同一部分中。
请你求出二分图的最大匹配数。
二分图的匹配:给定一个二分图 G,在 G 的一个子图 M 中,M 的边集 {E} 中的任意两条边都不依附于同一个顶点,则称 M 是一个匹配。
二分图的最大匹配:所有匹配中包含边数最多的一组匹配被称为二分图的最大匹配,其边数即为最大匹配数。
【输入格式】
第一行包含三个整数 n1、 n2 和 m。
接下来 m 行,每行包含两个整数 u 和 v,表示左半部点集中的点 u 和右半部点集中的点 v 之间存在一条边。
【输出格式】
输出一个整数,表示二分图的最大匹配数。
【数据范围】
1≤n1,n2≤500,
1≤u≤n1,
1≤v≤n2,
1≤m≤10^5
【输入样例】
2 2 4
1 1
1 2
2 1
2 2
【输出样例】
2
【算法分析】
●★ 理解匈牙利算法必知的概念
(1)顶标:给定二分图左部第 i 个结点的值为 lx[i],右部第 j 个结点的值为 ly[j],结点 i 到结点 j 的边权为 w[i][j],把满足 lx[i]+ly[j]≥w[i][j] 的整数值 lx[i] 及 ly[j],称为结点的顶标。
(2)二分图的相等子图:二分图中所有结点及满足 lx[i]+ly[j]=w[i][j] 的边构成的子图,称为二分图的相等子图。
(3)匹配:在图论中,一个“匹配”是一个边的集合,其中任意两条边都没有公共顶点。
(4)最大匹配:一个图的所有匹配中,所含匹配边数最多的匹配,称为这个图的最大匹配。
(5)完备匹配:若二分图的某个匹配中,所有的顶点都是匹配点,那么这个匹配就是一个完备匹配。若相等子图中存在完备匹配,则这个完备匹配就是二分图的带权最大匹配。
(6)交替路:从一个未匹配点出发,依次经过非匹配边、匹配边、非匹配边、……,形成的路径叫交替路。
(7)增广路:从一个未匹配点出发,走交替路,如果途经另一个未匹配点(出发点不算),则这条交替路称为增广路(agumenting path)。
●★ “链式前向星”核心操作:https://blog.csdn.net/hnjzsyjyj/article/details/139369904
大佬 yxc 指出“链式前向星”就是“多单链表”,每条单链表基于“头插法”并用 e[]、ne[]、h[] 、val[] 等数组进行模拟创建。
其中:
e[idx]:存储序号为 idx 的边的终点值
ne[idx]:存储序号为 idx 的边指向的边的序号(模拟链表指针)
h[a]:存储头结点 a 指向的边的序号
val[idx]:存储序号为 idx 的边的权值(可选)
【算法代码】
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=505;
const int M=1e5+5;
bool st[N];
int match[N];
int h[N],ne[M],e[M],idx;
int n1,n2,m;
void add(int a,int b) {
e[idx]=b,ne[idx]=h[a],h[a]=idx++;
}
int find(int u) {
for(int i=h[u]; i!=-1; i=ne[i]) {
int j=e[i];
if(!st[j]) {
st[j]=true;
/*If girl j doesn't have a boyfriend,
or her previous boyfriend can book other girls he likes.
Pairing successful. */
if(!match[j] || find(match[j])) {
match[j]=u;
return true;
}
}
}
return false;
}
int main() {
memset(h,-1,sizeof h);
cin>>n1>>n2>>m;
while(m--) {
int a,b;
cin>>a>>b;
add(a,b);
}
int res=0;
for(int i=1; i<=n1; i++) {
memset(st,false,sizeof st);
if(find(i)) res++;
}
cout<<res<<endl;
return 0;
}
/*
in:
2 2 4
1 1
1 2
2 1
2 2
out:
2
*/
【参考文献】
https://www.acwing.com/solution/content/5334/
https://blog.csdn.net/hnjzsyjyj/article/details/139369904
https://www.acwing.com/solution/content/189267/
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