【回溯与分支限界法】运动员最优匹配问题

简介: 【回溯与分支限界法】运动员最优匹配问题

 一、题目如下:

问题描述:

羽毛球队有男女运动员各n 人。给定2 个n×n 矩阵P 和Q。P[i][j]是男运动员i 和女运动员j配对组成混合双打的男运动员竞赛优势;Q[i][j]是女运动员i和男运动员j配合的女运动员竞赛优势。由于技术配合和心理状态等各种因素影响,P[i][j]不一定等于Q[j][i]。男运动员i和女运动员j配对组成混合双打的男女双方竞赛优势为P[i][j]*Q[j][i]。设计一个算法,对于给定的男女运动员竞赛优势,计算男女运动员最佳配对法,使各组男女双方竞赛优势的总和达到最大。

编程任务:

给定2 个n×n 矩阵P 和Q。P[i][j]是男运动员i 和女运动员j配对组成混合双打的男运动员竞赛优势;Q[i][j]是女运动员i和男运动员j配合的女运动员竞赛优势。设计一个算法,对于给定的男女运动员竞赛优势,计算男女运动员最佳配对法,使得

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(

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)的值最大化。并输出最大值。

输入样例:(第一行是男队员(或女队员)的个数,第二、三、四行是男运动员i 和女运动员j配对组成混合双打的男运动员竞赛优势,第五、六、七行是女运动员i和男运动员j配合的女运动员竞赛优势)

3

10 2 3

2 3 4

3 4 5

2 2 2

3 5 3

4 5 1

输出样例:(第一行是竞赛优势的最大和)

52

二、代码如下

//男女运动员匹配问题--分支限界法 
#include <iostream>
#include <algorithm> 
using namespace std;
#define N 20 
int n;//记录男女运动员个数 
int boy[N][N];
int girl[N][N];
int flag[N]={0};//记录女运动员是否匹配过 
int MaxFlag[N]={0};//用于剪枝 
int MaxProfit=0; 
int profit=0;
void InputBoy(int x){//输入男运动员匹配优势 
  for(int i=1;i<=x;i++){
    for(int j=1;j<=x;j++){
      cin>>boy[i][j];
    }
  }
} 
void InputGirl(int x){//输入女运动员匹配优势 
  for(int i=1;i<=x;i++){
    for(int j=1;j<=x;j++){
      cin>>girl[i][j];
    }
  }
} 
void output(int x){//输出 
  for(int i=1;i<=x;i++){
    for(int j=1;j<=x;j++){
      cout<<girl[i][j]<<" ";
    }
    cout<<endl;
  }
}
void jisuan(int x){//计算与第i个男运动员可以匹配的最大优势,用于剪枝 
  for(int i=1;i<=x;i++){
    for(int j=1;j<=x;j++){
      int y=boy[i][j]*girl[j][i];//记录第i男运动员匹配的各个女运动员优势 
      if(y>MaxFlag[i]) MaxFlag[i]=y;
    }
    cout<<endl;
  }
}
void dp(int x){
  if(x>n){//x从1开始每次+1,x=n+1时,匹配完毕 
    MaxProfit=max(MaxProfit,profit);
    return;
  }
  int sum=0;
  for(int i=x;i<=n;i++){
    sum=sum+MaxFlag[i];
  }
  if(profit+sum<MaxProfit) return;//剪枝 (后续的男运动员都选最优匹配组合仍不能超过当前所求的MaxProfit,即放弃此路径) 
  for(int i=1;i<=n;i++){//对女运动员选择 
    if(flag[i]==0){//选第x男生,第i个女生 
      profit=profit+boy[x][i]*girl[i][x];
      flag[i]=1;
      dp(x+1);//往下一个男运动员走
      profit=profit-boy[x][i]*girl[i][x]; //还原 
      flag[i]=0;//还原 
    }
  }
} 
int main(){
  cin>>n;
  InputBoy(n);//输入男优势 
  InputGirl(n);//输入女优势 
  jisuan(n);//计算剪枝数组 
  dp(1); 
  cout<<MaxProfit<<endl;
  return 0;
}

image.gif


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