二分图求最大匹配数,最完美匹配概念

二分图:把一个图的顶点划分为两个不相交集 UU 和VV ,使得每一条边都分别连接UU、VV中的顶点。如果存在这样的划分,则此图为一个二分图。

匹配:在图论中,一个「匹配」(matching)是一个边的集合,其中任意两条边都没有公共顶点。例如,图 3、图 4 中红色的边就是图 2 的匹配。
二分图求最大匹配数,最完美匹配概念_第1张图片

   


我们定义匹配点、匹配边、未匹配点、非匹配边,它们的含义非常显然。例如图 3 中 1、4、5、7 为匹配点,其他顶点为未匹配点;1-5、4-7为匹配边,其他边为非匹配边。
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。图 4 是一个最大匹配,它包含 4 条匹配边。
完美匹配:显然,完美匹配一定是最大匹配(完美匹配的任何一个点都已经匹配,添加一条新的匹配边一定会与已有的匹配边冲突)。但并非每个图都存在完美匹配。


最大匹配数:最大匹配的匹配边的数目

最小点覆盖数:选取最少的点,使任意一条边至少有一个端点被选择

最大独立数:选取最多的点,使任意所选两点均不相连

最小路径覆盖数:对于一个 DAG(有向无环图),选取最少条路径,使得每个顶点属于且仅属于一条路径。路径长可以为 0(即单个点),把所有顶点i拆成两个:X结点集中的i和Y结点集中的i',如果有边i->j,则在二分图中引入边i->j',设二分图最大匹配为m,则结果就是n-m。

定理1:最大匹配数 = 最小点覆盖数(这是 Konig 定理)

定理2:最大独立数=顶点数 最大匹配数 

定理3:最小路径覆盖数 = 顶点数 - 最大匹配数



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