匈牙利演算法與增廣路徑

2021-06-28 22:57:05 字數 1080 閱讀 6941

利用匈牙利演算法可以求得二分圖最大匹配。

匈牙利演算法的基本原理如下:

①置m為空;

②找到一條增廣路徑p,通過異或操作獲得更大的匹配m'代替m;

③重複②直到找不到新的增廣路徑。

增廣路徑的定義如下:

若p是圖g中一條聯通兩個未匹配頂點的路徑,且屬於m的邊和不屬於m的邊在p上交替出現,則稱p為相對於m的一條增廣路徑。

上個圖理解一下:

①初始狀態

當前已有邊(1,1')和(4,3')屬於m。

②找到一條增廣路徑p

如圖,增廣路徑p為:(3 - 1' - 1 - 3' - 4 - 4')。其中,不屬於m的路徑有:(3, 1')、(1, 3')和(4, 4'),屬於m的路徑有(1『, 1)和(3', 4)。顯然,在上面的路徑p中,不屬於m的路徑和屬於m的路徑是交替出現的。[3-1'(藍), 1'-1(黑), 1-3'(藍), 3'-4(黑), 4-4'(藍)]

③對第②步中的圖進行取反,將原來屬於m的路徑去除,將原來不屬於m的路徑加入m中。(即藍色的邊變成黑色,黑色的邊變成藍色)

④完成。

最後再看一下由增廣路徑的定義可以推出的三個結論:

①p的路徑長度必定為奇數,第一條邊和最後一條邊都不屬於m

②p經過取反操作可以得到乙個更大的匹配m

③m為g的最大匹配當且僅當不存在相對於m的增廣路徑

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