二分图的最大匹配

转自:http://blog.csdn.net/hackbuteer1/article/details/7398008

例题:

http://poj.org/problem?id=1469  COURSES

有了匈牙利算法的基础,该题就是一道非常简单的题目了:该题给出P门课程,N个学生,问能否从中选出P个学生,使每个学生上不同的课,且每个课程有一个学生。典型的二分图匹配的问题,我们只要计算最大二分图匹配数,如果和课程数相同就输出YES,否则输出NO。


//poj_1469
/*==================================================*\
| 二分图匹配(匈牙利算法DFS 实现)
| INIT: g[][]邻接矩阵;
| 优点:实现简洁容易理解,适用于稠密图,DFS找增广路快。
| 找一条增广路的复杂度为O(E),最多找V条增广路,故时间复杂度为O(VE)
==================================================*/
#include<stdio.h>
#include<memory.h>

bool g[110][310]; //邻接矩阵,true代表有边相连
bool flag,visit[310];    //记录V2中的某个点是否被搜索过
int match[310];   //记录与V2中的点匹配的点的编号
int p,n;   //二分图中左边、右边集合中顶点的数目 

// 匈牙利算法
bool dfs(int u)
{
	for (int i = 1; i <= n; ++i)
	{
		if (g[u][i] && !visit[i])   //如果节点i与u相邻并且未被查找过
		{
			visit[i] = true;   //标记i为已查找过
			if (match[i] == -1 || dfs(match[i]))   //如果i未在前一个匹配M中,或者i在匹配M中,但是从与i相邻的节点出发可以有增广路径
			{
				match[i] = u;  //记录查找成功记录,更新匹配M(即“取反”)
				return true;   //返回查找成功
			}
		}
	}
	return false;
}

int main(void)
{
    int i,j,k,t,v,ans;
    scanf("%d",&t);
    while (t--)
    {
          scanf("%d %d", &p, &n);
          for (i = 1; i <= p; i++)
		  {
              for (j = 1; j <= n; j++)
                  g[i][j] = false;
		  }
          for (i = 1; i <= n; i++)
              match[i] = -1;
          flag = true;
          for (i = 1; i <= p; i++)
          {
              scanf("%d",&k);
              if (k == 0)
                 flag = false;
              while (k--)
              {
                    scanf("%d",&v);
                    g[i][v]  = true;
              }
          }
          if (flag)
          {
               ans = 0;
               for (i = 1; i <= p; i++)
               {
                   memset(visit,false,sizeof(visit));   //清空上次搜索时的标记
                   if( dfs(i) )    //从节点i尝试扩展
					   ans++;
               }
               if (ans == p)
				   puts("YES");
               else
				   puts("NO");
          } 
          else
			  puts("NO");
    }
    
    return 0;
}

pku 2446 二分图最大匹配的应用

http://poj.org/problem?id=2446   Chessboard

题意:给出一个矩形N*M棋盘,有K个格子是空洞,然后用2*1的矩形,对所有非空洞的格子进行覆盖,如果可以全部覆盖,就puts("YES");
算法:建立二分图,用匈牙利算法;
我们分别对所有的格子进行标号1.。。N*M
将问题转化为二分图最大匹配问题。将棋盘按国际象棋棋盘那样添上黑白两种颜色,这样的话,黑色和白色的格子就构成了二分图的两个集合,即相邻的两个格子不会属于同个集合的。然后从上到下,从左到右对格子进行编号(除了洞),相邻的两格用边相连就构成一个二分图。然后求出最大匹配。。如果最大匹配+K=N*M就输出YES。。

二分图建图就是对于每一个不是洞的点,往4个方向扩展,如果哪个方向有不是洞的点,那么就可以连上一条边,然后我们再求这个二分图的最大匹配,然后判断它是否是一个完备匹配(即所有点都在匹配边上的匹配)
二分图永远是单向的,本题中的二分图中的x和y是一样的,但是即使这样也不能认为这个二分图是双向的,在本题通过上面的方法建图以后,我们只要求出最大独立集的个数是不是等于洞的个数,或者判断这个二分图是不是完备的就行了。

//poj_2446
/*==================================================*\
| 二分图匹配(匈牙利算法DFS 实现)
| INIT: g[][]邻接矩阵;
| 优点:实现简洁容易理解,适用于稠密图,DFS找增广路快。
| 找一条增广路的复杂度为O(E),最多找V条增广路,故时间复杂度为O(VE)
==================================================*/
#include<stdio.h>
#include<memory.h>

#define MAX 1089 //33*33
bool g[MAX][MAX]; //邻接矩阵,true代表有边相连
bool flag,visit[MAX];    //记录V2中的某个点是否被搜索过
int match[MAX];   //记录与V2中的点匹配的点的编号
int cnt;   //二分图中左边、右边集合中顶点的数目
bool hole[MAX][MAX];
int id[MAX][MAX];

// 匈牙利算法
bool dfs(int u)
{
	for (int i = 1; i <= cnt; ++i)
	{
		if (g[u][i] && !visit[i])   //如果节点i与u相邻并且未被查找过
		{
			visit[i] = true;   //标记i为已查找过
			if (match[i] == -1 || dfs(match[i]))   //如果i未在前一个匹配M中,或者i在匹配M中,但是从与i相邻的节点出发可以有增广路径
			{
				match[i] = u;  //记录查找成功记录,更新匹配M(即“取反”)
				return true;   //返回查找成功
			}
		}
	}
	return false;
}
int MaxMatch()
{
	int i,sum=0;
	memset(match,-1,sizeof(match));
	for(i = 1 ; i <= cnt ; ++i)
	{
		memset(visit,false,sizeof(visit));   //清空上次搜索时的标记
		if( dfs(i) )    //从节点i尝试扩展
		{
			sum++;
		}
	}
	return sum;
}

int main(void)
{
    int i,j,k,m,n,ans,y,x;
    while (scanf("%d %d %d",&m,&n,&k)!=EOF)
    {
		  memset(g,false,sizeof(g));
		  memset(hole,false,sizeof(hole));
          for (i = 1; i <= k; ++i)
		  {
			  scanf("%d %d",&y,&x);
              hole[x][y] = true;
		  }
		  if((m*n-k)&1)   //奇偶剪枝
		  {
			  puts("NO");
			  continue;
		  }
          cnt = 0;

          for (i = 1; i <= m; ++i)
          {
			  for (j = 1; j <= n; ++j)
			  {
				  if(hole[i][j] == false)   //对没有涂黑的点进行标号
				  {
					  id[i][j] = ++cnt;
				  }
			  }
          }
		  for (i = 1; i <= m; ++i)
          {
			  for (j = 1; j <= n; ++j)
			  {
				  if(hole[i][j] == false)
				  {
					  if(i-1>0 && hole[i-1][j] == false)   //建图。。要注意边界问题
						  g[ id[i][j] ][ id[i-1][j] ] = true;
					  if(i+1<=m && hole[i+1][j] == false)
						  g[ id[i][j] ][ id[i+1][j] ] = true;
					  if(j-1>0 && hole[i][j-1] == false)
						  g[ id[i][j] ][ id[i][j-1] ] = true;
					  if(j+1<=n && hole[i][j+1] == false)
						  g[ id[i][j] ][ id[i][j+1] ] = true;
				  }
			  }
		  }

		  ans = MaxMatch();
		  if (ans == cnt)
			  puts("YES");
		  else
			  puts("NO");
	}
    
    return 0;
}



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