hdu 2063 过山车 (二分图匹配)

Description

RPG girls今天和大家一起去游乐场玩,终于可以坐上梦寐以求的过山车了。可是,过山车的每一排只有两个座位,而且还有条不成文的规矩,就是每个女生必须找个个男生做partner和她同坐。但是,每个女孩都有各自的想法,举个例子把,Rabbit只愿意和XHD或PQK做partner,Grass只愿意和linle或LL做partner,PrincessSnow愿意和水域浪子或伪酷儿做partner。考虑到经费问题,boss刘决定只让找到partner的人去坐过山车,其他的人,嘿嘿,就站在下面看着吧。聪明的Acmer,你可以帮忙算算最多有多少对组合可以坐上过山车吗?
 

Input

输入数据的第一行是三个整数K , M , N,分别表示可能的组合数目,女生的人数,男生的人数。0<K<=1000
1<=N 和M<=500.接下来的K行,每行有两个数,分别表示女生Ai愿意和男生Bj做partner。最后一个0结束输入。
 

Output

对于每组数据,输出一个整数,表示可以坐上过山车的最多组合数。
 

Sample Input

     
     
     
     
6 3 3 1 1 1 2 1 3 2 1 2 3 3 1 0

Sample Output

     
     
     
     
3
 
二分图是一种特殊的图

对于无向图G=(V,E),如果V可以分为两个互不相交的子集(X,Y),并且图中的每条边所依附的两点属于不同的子集,则图G则称为一个二分图,所以二分图也可以记作G(X,E,Y)

判断是否为二分图:

定理:一个无向图G=<V,E>是二分图当且仅当G中无奇数长度的回路。

匈牙利算法:

1.对于左边X的每个点,看看右边Y有没有增广路,如果有,那么进行增广,没有就不添加新的匹配。 2.当对最后一个点做完增广路以后,整个图就形成了一个最大匹配。

寻找交错路径(增广路)

       hdu 2063 过山车 (二分图匹配)_第1张图片                  hdu 2063 过山车 (二分图匹配)_第2张图片

                图1               图2                  

(1)有奇数条边。

 (2)起点在二分图的左半边,终点在右半边。

 (3)路径上的点一定是一个在左半边,一个在右半边,交替出现。

(4)整条路径上没有重复的点。

(5)起点和终点都是目前还没有配对的点,而其它所有点都是已经配好对的。(如图1、图2所示,[1,5]和[2,6]在图1中是两对已经配好对的点;而起点3和终点4目前还没有与其它点配对。) 

(6)路径上的所有第奇数条边都不在原匹配中,所有第偶数条边都出现在原匹配中。(如图1、图2所示,原有的匹配是[1,5]和[2,6],这两条配匹的边在图2给出的增广路径中分边是第2和第4条边。而增广路径的第1、3、5条边都没有出现在图1给出的匹配中。) 

(7)最后,也是最重要的一条,把增广路径上的所有第奇数条边加入到原匹配中去,并把增广路径中的所有第偶数条边从原匹配中删除(这个操作称为增广路径的截断),则新的匹配数就比原匹配数增加了1个。(如图2所示,新的匹配就是所有蓝色的边,而所有红色的边则从原匹配中删除。则新的匹配数为3。)

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该题就是求解一个二分图的最大匹配,判定一个匹配是不是最大匹配就是通过寻找增广路径。 假设该题中女生为X部,男生为Y部,定义几个变量,map[u][i]代表u,i两点之间的连接情况,p[i] =u表示Y部中的第i个男生与女生u配对,

vis[i] 表示Y部中第i个男生有没有女生找过,两个数组初始化为0。

在每次寻找增广路径时,我们都将vis[i]重置,因为每次寻找增广路径就是让他们每个男生都有重新选择的机会,然后判定这种新的匹配方式能否产生更多的匹配。

step1:从一个女生开始,扫描所有在另外一个部分(Y部)与之相连的点,没有边或者已经给过机会的男生(他们或许已经找到新另一半,或者他不愿与前女伴分手)的不予考虑。     for (int i = 1; i <= N; ++i) {       if (!map[u][i] || visit[i])         continue;       ......     }

step2:两两之间有边,并且第i个男生在这一轮新的配对中暂时没有被女生找到的话(就是step1的if判定失败),那么这个男生就算被女生找过了。     vis[i] = 1;

step3:现在我们这样来办,如果第i个男生之前没有女生配对的话,那么马上将他们联系起来,因为这必将是新的一对,并且返回1,表示寻找到了增广路径。

还有一种情况,那就是该男生之前有女生配对,那么我们就策划让其以前配对的女生另外找一个男生,这不难实现,再次调用这个函数即可。      if (!p[i] || findpath(p[i]))

{       p[i] = u;       return 1;     }

step4:如果所有的男生由于各种原因都不愿与该女生配对的话,返回0,表示寻找增广路径失败。

   我们从外部调用这个函数M次(M代表女生的个数),表示每次抱着给这个女生找有好男友的决心,虽然过程中可能会拆散其他对,但我能保证只有当新配对的人数多余上次匹配结果我才这样去做。   注意:1.假设是第k次从外部调用该函数的话,执行该函数的过程中一定不会牵涉到第k+1到M号女生的匹配情况,因为我们每次顶多是拆散以前的配对过的女生去完成新匹配。       2.为什么能保证配对的对数增加呢?如果函数执行成功,我们为第k号女生完成了匹配,并且为所有为之被拆散的女生找到了新的对象,所以匹配数会增加1。   一个匹配M是图G的最大匹配当且仅当图G中不存在M-增广路径. M-增广路径是一条边交替出现在匹配M和不出现在匹配M中的路径,且两个端点没有被M中的边覆盖。若是一个图有M-增广路径,就得到了一个更大的匹配。所谓交替出现在M和不出现在M中的路径就是撮合一对,拆散一对的过程。

#include <iostream> #include <string.h> using namespace std; int map[501][501],vis[501],p[501]; int K,M,N,a,b; bool findpath(int x) {     for(int i=1;i<=N;i++)     {         if(!vis[i]&&map[x][i])         {             vis[i]=1;             if(!p[i]||findpath(p[i]))             {                 p[i]=x;                 return true;             }         }     }     return false; } int main() {     while(cin>>K&&K!=0)     {         cin>>M>>N;         memset(map,0,sizeof(map));         memset(p,0,sizeof(p));         for(int i=0;i<K;i++)         {             cin>>a>>b;             map[a][b]=1;         }         int sum=0;         for(int i=1;i<=M;i++)         {             memset(vis,0,sizeof(vis));             if(findpath(i))                 sum++;         }         cout<<sum<<endl;     }     return 0; }

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