🌊海王算法的概念
💧海王算法又叫匈 牙 利 算 法 \color{#00BFFF}{匈牙利算法}匈牙利算法是由匈牙利数学家Edmonds于1965年提出,因而得名。匈牙利算法是基于Hall定理中充分性证明的思想,它是部 图 匹 配 \color{#00BFFF}{部图匹配}部图匹配最常见的算法,该算法的核心就是寻 找 增 广 路 径 \color{#00BFFF}{寻找增广路径}寻找增广路径,它是一种用增广路径求 二 分 图 最 大 匹 配 \color{#00BFFF}{求二分图最大匹配}求二分图最大匹配的算法。
前景提要
🍊我个人很喜欢章若楠和许光汉 两位明星,那么,今天我就要来当个媒婆,干啥事儿呢?我要撮合他们,尽量让他们在一起。
🍊由于我只提到了上面两位明星,那么我就用他们不同的照片来分别作为男一号、男二号、男三号、男四号,女一号、女二号、女三号、女四号,可能有点不太好,但是,我目前觉得还挺好,嘿嘿,就这样吧!
🍊今天,我是一名伟大的媒婆!我要把男主们和女主们尽最大努力撮合在一起!既然是两个人在一起,那还是得先遵循他们自己的意愿吧。下图中的连线就表示两人相互有好感,也就是说可以尝试在一起一下,我们用个小本本记录一下,看看有哪些连线。(海王算法嘛,当然有海王咯,海王们一般都不专一,一次性喜欢多个人虽然很下头,但还是比较合理的。狗头保命 )
具体做法
🐲 这个时候,天色骤变,海面上出现了一个巨 大 的 怪 兽 \color{#00BFFF}{巨大的怪兽}巨大的怪兽🦕🌊🌊🌊,它咆哮着说:“我就是万恶的海 王 \color{#00BFFF}{海王}海王(呜~~~),今天这桩事必须听我的,让我来给他们分配对象,否则我就…”。
🏄♂️好吧那我们就听它的,看看它能玩出什么花样。
🐲海王说:“第一步:我先试着给男一号找对象。”
🏄♂️我给海王说:“我这里有个小本子,上面有他们彼此之间的暧昧关系💗。”
🐲海王一看:“好家伙,到底谁是海王? 这样吧,男一号和女一号都还没确定关系,那我们就先给他们俩搓一对儿吧”。就这样,男一号和女一号暂时牵手成功了💘。(这里用粉紫色的双向箭头替换原来的连线,表示他们双向奔赴,在一起了。)
🏄♂️紧接着,海王发现男二号和女二号也都没有对象
,于是给他们俩也安排上了。男二女二暂时
牵手成功💘。
🏄♂️接下来是男三号,海王发现与男二号有好感的女一号和女二号都已经名花有主了。这可咋办呢?
🐲海王发话了:“男三号喜欢女一号是吧,那就先把女一号和男一号拆开,重新分配一下。”(用灰色的先表示分手。)
🏄♂️绝了,什么操作啊?人家手还没牵热乎呢!真不愧是海王,什么事都做得出来!”
🐲海王:“你少废话,信不信我把你…”
🏄♂️于是我眼睁睁看着男一号和女一号分开了。男三号和女一号在一起了
。那男一号咋办呢?
🐲海王:“男一号不是还喜欢女二号吗,让他们俩试试
。”
🏄♂️于是男二号和女二号分开了,男一号和女二号在一起了
。那男二号咋办呢?
🐲海王:“男二号不是还喜欢女三号吗
,让他们俩试试。”
🏄♂️于是男二号和女三号在一起了。诶嘿,你别说,你还真别说,虽然海王这样的做法很下头,但是确实多撮合了一对儿出来,还算有点东西。那我们的男四号呢?
🐲海王看了看小本子说:“这最后一个男生,我按照刚才的转移大法,也不能给他腾个女生出来,毕竟如果我满足了他,那前面的男生总会有一个分手,既然不能多撮合一对儿,那我就省省功力了,放弃这个男生吧。年轻人,我就一个要求,不要做海王,别来和我抢饭碗。后会有期!🦕🌊🌊🌊”
🏄♂️随着海王的离开,天空也明亮了,太阳格外耀眼,因为我在海王的帮助下,成功撮合了三对暧昧情侣!
💧怎么样?看完海王这一顿操作,你悟出了什么道理?没错,有机会要上,别要怂,没机会也要创造机会,尽量撮合更多的暧昧情侣。
💧回顾海王的操作,我发现转移大法的精髓就是分配和递归寻找:
💧我们需要用以下变量来维护这些操作,它们分别是:
boolean[][] line = new boolean[N][N];//邻接矩阵建立连线 int[] girl = new int[N];//存储每个女生被分配给了哪个男生 girl[1] = 2 --> 1号女生分配给了2号男生 boolean[] used;//这里标记过的意思是这次查找曾试图改变过该妹子的归属问题,但是没有成功,所以就不用瞎费工夫了
💧find()
private static boolean find(int x) { for (int j = 1; j <= m; j++) {//枚举每个女主 if (line[x][j] && !used[j]) {//如果有暧昧并且还没有标记过 used[j] = true; if (girl[j] == 0 || find(girl[j])) {//名花无主 或者 能腾出个位置来【递归实现】 girl[j] = x; return true; } } } return false; }
在主函数这样做
//看看能否给男生i分配一个女生 for (int i = 1; i <= n; i++) { used = new boolean[N];//每次都给他new个新的,目的就是重置状态 if (find(i)) ans++; }
🌊暧昧情侣代码如下:
public class 暧昧情侣 { static int N = (int) 1e4 + 10; static boolean[][] line = new boolean[N][N];//邻接矩阵建立连线 static int[] girl = new int[N];//存储每个女生被分配给了哪个男生 girl[1] = 2 --> 1号女生分配给了2号男生 static boolean[] used;//这里标记过的意思是这次查找曾试图改变过该妹子的归属问题,但是没有成功,所以就不用瞎费工夫了 static int n, m, ans; static StreamTokenizer in = new StreamTokenizer(new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in))); public static void main(String[] args) throws IOException { in.nextToken(); n = (int) in.nval;//男 in.nextToken(); m = (int) in.nval;//女 in.nextToken(); int k = (int) in.nval;//k条记录,表示男女之间彼此之间有好感 int temp; while (k-- > 0) { in.nextToken(); temp = (int) in.nval; in.nextToken(); line[temp][(int) in.nval] = true; } //看看能否给男生i分配一个女生 for (int i = 1; i <= n; i++) { used = new boolean[N]; if (find(i)) ans++; } System.out.println(ans); } private static boolean find(int x) { for (int j = 1; j <= m; j++) {//枚举每个妹子 if (line[x][j] && !used[j]) {//如果有暧昧并且还没有标记过 used[j] = true; if (girl[j] == 0 || find(girl[j])) {//名花无主 或者 能腾出个位置来【递归实现】 girl[j] = x; return true; } } } return false; } }
相关解释:
/**
*find(3), x=3, j=1, girl[j]=1(女士1已暂时被许配给了男士1)->find(girl[j])(进入递归,看能不能给男士1>再找个对象,把女士1让出来给男士3),
*find(1), used[1]=1,所以跳过j=1,进入j=2(男士1也很欣赏女士2),girl[j]=2(但女士2已暂时被许配给了男>士2) ->
*-> find(girl[j])(进入递归,看能不能给男士2再找个对象,把女士2让出来给男士1),
*find(2), used[2]=true,跳过j=1,j=2,进入j=3(男士2也很欣赏女士3),girl[j]=0(女士3单身), 正好,>girl[j]=2(女士3许配给男士2),return true,
*此时回溯到上一步find(1)这里面,既然find(girl[j])=True(给男士2重新找了个对象女士3)了,>girl[j]=1(女士2恢复单身了,和男士1在一起了),return true
*此时再回溯到上上一步find(3)这里面,既然find(girl[j])=True(给男士1找到了新对象女士2),girl[j]=3>(女士1恢复单身了,和男士3在一起了),return true
*
*至此由男士3单身引起的一系列递归和回溯结束了,并凑成了三对情侣。
*再回到大循环下,继续向下执行就好了
*/
🌊巩固加深
💧邻接矩阵解法
import java.io.*; import java.util.Arrays; public class Main { static int N = 210; static boolean[][] line = new boolean[N][N]; static int[] match = new int[N]; static boolean[] vis = new boolean[N]; static int n, m; static StreamTokenizer in = new StreamTokenizer(new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in))); public static void main(String[] args) throws IOException { in.nextToken(); n = (int) in.nval;//牛 in.nextToken(); m = (int) in.nval;//棚 for (int i = 1; i <= n; i++) { int count; in.nextToken(); count = (int) in.nval; while (count-- > 0) { in.nextToken(); line[i][(int) in.nval] = true; } } int res = 0; for (int i = 1; i <= n; i++) { Arrays.fill(vis, false); if (find(i)) res++; } System.out.println(res); } private static boolean find(int x) { for (int i = 1; i <= m; i++) { if (!vis[i] && line[x][i]) { vis[i] = true; if (match[i] == 0 || find(match[i])) { match[i] = x; return true; } } } return false; } }
💧链式前向星解法
import java.io.*; import java.util.Arrays; public class Main { static int N = 210, M = N * N;//注意:最多有N * N条边 static int[] match = new int[N]; static boolean[] vis = new boolean[N]; static int n, m; static int total;//第n条边,从1开始 static int[] head = new int[M], next = new int[M], ends = new int[M];//这里不需要考虑边权 static StreamTokenizer in = new StreamTokenizer(new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in))); static void add(int start, int end) { ends[++total] = end; next[total] = head[start]; head[start] = total; } public static void main(String[] args) throws IOException { in.nextToken(); n = (int) in.nval;//牛 in.nextToken(); m = (int) in.nval;//棚 Arrays.fill(head, -1); for (int i = 1; i <= n; i++) { in.nextToken(); int count = (int) in.nval; while (count-- > 0) { in.nextToken(); add(i, (int) in.nval); } } int res = 0; for (int i = 1; i <= n; i++) { Arrays.fill(vis, false); if (find(i)) res++; } System.out.println(res); } private static boolean find(int x) { for (int i = head[x]; i != -1; i = next[i]) { int j = ends[i]; if (!vis[j]) { vis[j] = true; if (match[j] == 0 || find(match[j])) { match[j] = x; return true; } } } return false; } }
🐳结语
🐬初学一门技术时,总有些许的疑惑,别怕,它们是我们学习路上的点点繁星,帮助我们不断成长。
🐟文章粗浅,希望对大家有帮助!