本文不对匈牙利算法的证明作解释。
预备知识
- 二分图: 设 $G=(V,E)$ 是一个无向图,如果顶点 $V$ 可分割为两个互不相交的子集 $(A,B)$ ,并且图中的每条边 $(i,j)$ 所关联的两个顶点 $i$ 和 $j$ 分别属于这两个不同的顶点集 $(i \in A,j \in B)$,则称图 $G$ 为一个二分图。
- 匹配:满足其中任意两条边都没有公共顶点的边集。
- 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。
简介
匈牙利算法用于求二分图的最大匹配。
模板题传送门: https://www.acwing.com/problem/content/description/863/
步骤
我们拿经典的男女配对来解释一下流程。
情境:给出 $n_1$ 个男生, $n_2$ 个女生,他们如果之间连边则代表着他们之间相互喜欢(不考虑同性恋(故保证是二分图))。
左边是男生,右边是女生。
一号男生和一、二号女生相互喜欢,二号男生和二、三号女生相互喜欢,三号男生和三号女生相互喜欢。
对于一号男生:
他和二号女生互相喜欢(假设他在找女友的时候优先遍历到二号女生),而二号女生现在没有男友,配对成功,返回。
对于二号男生:
他和三号女生互相喜欢(假设他在找女友的时候优先遍历到三号女生),而三号女生现在没有男友,配对成功,返回。
目前配对状况:
对于三号男生:
他和三号女生互相喜欢,但是此时三号女生有男友(二号)了,所以他标记了一下三号女生,然后去找到二号男生问他你能不能再去找一个其他女友(?),然后二号男生就去遍历他的女友,发现三号已经被标记了,但二号没有标记,但是此时二号女生有男友(一号)了,所以二号男生就标记了二号女生,类似于三号男生的行为,然后去找到一号男生问他你能不能再去找一个其他女友,一号男生也开始遍历自己的女友,最后发现一号女生没有标记,于是配对成功。
代码实现:
我们规定:
vis[i]=true 表示 i 号女生被标记,否则没有
match[i]=j 表示 i 号女生的男友是 j 号,如果没有男友则默认是 0
完整代码:
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=505;
int n1,n2,m;
int h[N],tot;
struct node{
int to,next;
}e[N*N];
void add(int u,int v){e[tot].to=v, e[tot].next=h[u], h[u]=tot++;}
int match[N];
bool vis[N];
bool find(int x){
for(int i=h[x];~i;i=e[i].next){
int go=e[i].to;
if(!vis[go]){
vis[go]=true;
if(!match[go] || find(match[go])){
match[go]=x;
return true;
}
}
}
return false;
}
int main(){
memset(h,-1,sizeof h);
cin>>n1>>n2>>m;
while(m--){
int u,v; cin>>u>>v;
add(u,v);
}
int res=0;
for(int i=1;i<=n1;i++){
memset(vis,false,sizeof vis);
if(find(i)) res++;
}
cout<<res<<endl;
return 0;
}