KM演算法——二分圖的最佳匹配

life4711發表於2014-12-03

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KM演算法模板C++
作用:
     求二分圖的最佳匹配
注意:
      (1)for (i:1~n)for (j:1~n)scanf (w[i][j]);
          w[i][j],表示左邊第i點匹配右邊第j點的價值。i,j:從1開始。
          主函式呼叫:ans=KM(); ans的值即為所求。
      (2)所求為最大完備匹配,若是求最小,則把邊的權值取相反數,跑一遍模板,
          最後結果再取相反數即可。
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#include <stdio.h>
#include <string.h>
#define M 310
#define inf 0x3f3f3f3f

int n,nx,ny;
int link[M],lx[M],ly[M],slack[M];///lx,ly為頂標,nx,ny分別為x點集y點集的個數
int visx[M],visy[M],w[M][M];

int DFS(int x)
{
    visx[x] = 1;
    for (int y = 1; y <= ny; y ++)
    {
        if (visy[y]) ontinue;
        int t = lx[x] + ly[y] - w[x][y];
        if (t == 0)
        {
            visy[y] = 1;
            if (link[y] == -1||DFS(link[y]))
            {
                link[y] = x;
                return 1;
            }
        }
        else if (slack[y] > t)  ///不在相等子圖中slack 取最小的
            slack[y] = t;
    }
    return 0;
}
int KM()
{
    int i,j;
    memset (link,-1,sizeof(link));
    memset (ly,0,sizeof(ly));
    for (i = 1; i <= nx; i ++)          ///lx初始化為與它關聯邊中最大的
        for (j = 1,lx[i] = -inf; j <= ny; j ++)
            if (w[i][j] > lx[i])
                lx[i] = w[i][j];

    for (int x = 1; x <= nx; x ++)
    {
        for (i = 1; i <= ny; i ++)
            slack[i] = inf;
        while (1)
        {
            memset (visx,0,sizeof(visx));
            memset (visy,0,sizeof(visy));
            if (DFS(x))     ///若成功(找到了增廣軌),則該點增廣完成,進入下一個點的增廣
                break;  ///若失敗(沒有找到增廣軌),則需要改變一些點的標號,使得圖中可行邊的數量增加。
            ///方法為:將所有在增廣軌中(就是在增廣過程中遍歷到)的X方點的標號全部減去一個常數d,
            ///所有在增廣軌中的Y方點的標號全部加上一個常數d
            int d = inf;
            for (i = 1; i <= ny; i ++)
                if (!visy[i]&&d > slack[i])
                    d = slack[i];
            for (i = 1; i <= nx; i ++)
                if (visx[i])
                    lx[i] -= d;
            for (i = 1; i <= ny; i ++) ///修改頂標後,要把所有不在交錯樹中的Y頂點的slack值都減去d
                if (visy[i])
                    ly[i] += d;
                else
                    slack[i] -= d;
        }
    }
    int res = 0;
    for (i = 1; i <= ny; i ++)
        if (link[i] > -1)
            res += w[link[i]][i];
    return res;
}


http://blog.sina.com.cn/s/blog_691ce2b701016reh.html

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