二分图带权匹配 KM算法与费用流模型建立
[二分图带权匹配与最佳匹配]
什么是二分图的带权匹配?二分图的带权匹配就是求出一个匹配集合,使得集合中边的权值之和最大或最小。而二分图的最佳匹配则一定为完备匹配,在此基础上,才要求匹配的边权值之和最大或最小。二分图的带权匹配与最佳匹配不等价,也不互相包含。
我们可以使用KM算法实现求二分图的最佳匹配。方法我不再赘述,可以参考tianyi的讲解。KM算法可以实现为O(N^3)。
[KM算法的几种转化]
KM算法是求最大权完备匹配,如果要求最小权完备匹配怎么办?方法很简单,只需将所有的边权值取其相反数,求最大权完备匹配,匹配的值再取相反数即可。
KM算法的运行要求是必须存在一个完备匹配,如果求一个最大权匹配(不一定完备)该如何办?依然很简单,把不存在的边权值赋为0。
KM算法求得的最大权匹配是边权值和最大,如果我想要边权之积最大,又怎样转化?还是不难办到,每条边权取自然对数,然后求最大和权匹配,求得的结果a再算出e^a就是最大积匹配。至于精度问题则没有更好的办法了。
[求最小(大)权匹配的费用流建模方法]
求最小(大)权匹配,可以用最小(大)费用最大流的方法。和二分图最大匹配的构图方法类似,添加附加源S和附加汇T,从S向二分图X集合中每个顶点连接一条权值为0,容量为1的有向边,从Y集合中每个顶点向T也连接一条权值为0,容量为1的有向边。然后把原有的边变成容量为1,权值不变的有向边。求从S到T的最小(大)费用最大流,就能求得最小(大)权匹配。
上述建模求最大权匹配的方法求得的一定是最佳匹配(如果存在完备匹配),因为S到X集合每条边全部满流。如下图所示,最小费用最大流为2。
要求最大权匹配(不一定完备匹配)。如下图,只需再引入一个顶点A,从X集合的每个顶点向A连接一条容量为1,权值为0的边,然后再由A向T连接一条权值为0,容量不小于|X|的边,求最大费用最大流,这时是100。
最小权匹配也类似,不过新加的边权要为一个极大值,大于所有已有边权值。
[KM算法与费用流的比较]
从理论上分析,KM算法的时间复杂度比费用流要好,但是实际上和较好的费用流算法比起来运行效率是差不多的,KM算法优势仅仅在于编程容易。KM算法也有其不可避免的局限性,就是必须用邻接矩阵来表示。这样会浪费很多的空间,尤其是图相当稀疏的时候。而对于十分稀疏的图,许多优秀的费用流算法效率是很高的。这并不说明KM算法不如费用流,毕竟在信息学竞赛中,编程的复杂度也是一个相当重要的需要考虑的因素。
二分图带权匹配 KM算法与费用流模型建立的更多相关文章
- 二分图带权匹配-Kuhn-Munkres算法模板 [二分图带权匹配]
尴尬...理解不太好T T #include<cstdio> #include<cstring> #include<iostream> #include<al ...
- 二分图带权匹配、最佳匹配与KM算法
---------------------以上转自ByVoid神牛博客,并有所省略. [二分图带权匹配与最佳匹配] 什么是二分图的带权匹配?二分图的带权匹配就是求出一个匹配集合,使得集合中边的权值之和 ...
- POJ3565带权匹配——km算法
题目:http://poj.org/problem?id=3565 神奇结论:当总边权最小时,任意两条边不相交! 转化为求二分图带权最小匹配. 可以用费用流做.但这里学一下km算法. https:// ...
- poj 2195 二分图带权匹配+最小费用最大流
题意:有一个矩阵,某些格有人,某些格有房子,每个人可以上下左右移动,问给每个人进一个房子,所有人需要走的距离之和最小是多少. 貌似以前见过很多这样类似的题,都不会,现在知道是用KM算法做了 KM算法目 ...
- 【二分图带权匹配】Anagram @山东省第九届省赛 A
题目描述 Orz has two strings of the same length: A and B. Now she wants to transform A into an anagram o ...
- [BZOJ1937][SHOI2004]Mst最小生成树(KM算法,最大费用流)
1937: [Shoi2004]Mst 最小生成树 Time Limit: 3 Sec Memory Limit: 64 MBSubmit: 802 Solved: 344[Submit][Sta ...
- [poj3565] Ants (二分图带权匹配)
传送门 Description 年轻自然主义者比尔在学校研究蚂蚁. 他的蚂蚁以苹果树上苹果为食. 每个蚁群都需要自己的苹果树来养活自己. 比尔有一张坐标为 n 个蚁群和 n 棵苹果树的地图. 他知道蚂 ...
- 【HDU 2255】奔小康赚大钱 (最佳二分匹配KM算法)
奔小康赚大钱 Time Limit: 1000/1000 MS (Java/Others) Memory Limit: 32768/32768 K (Java/Others)Total Subm ...
- 训练指南 UVALive - 4043(二分图匹配 + KM算法)
layout: post title: 训练指南 UVALive - 4043(二分图匹配 + KM算法) author: "luowentaoaa" catalog: true ...
随机推荐
- Struts2的类型转换器
Struts2的类型转换器 如何实现Struts2的类型转换器? * 继承StrutsTypeConverter * 覆盖convertFromString和convertToString 注册类型转 ...
- echarts地图使用
在使用echarts3当中,地图需要的数据时分开的,需要自己下载,而在echarts3官网上的地图数据只有全国.中国.各省的地图 如果我们需要使用更详细的地图,需要在echarts2的生成需要的地级市 ...
- PL/SQL第五章 Order by排序
-- 排序 -- 1.列明排序 -- 2.别名排序 -- 3.列位置排序(当使用union,union all,intersect,minus集合操作,列明不同,但希望排序) SELECT deptn ...
- nginx转发
1.下载nginx:官网(http://nginx.org)右侧下载,进入下载页,选在需要下载的版本 2.将压缩包解压到指定的目录下 (D:\Environments\nginx-1.8.0) 3.启 ...
- laravel job 与 event 的区别
job 是异步执行.适合耗时长的任务.例如,批量发送邮件,短信. event 是在 request 的生命周期内执行.适合耗时短的操作.例如,更改数据字段状态. 但是, event 的好处是,可以复用 ...
- hdu1937 二维尺取
/* 二维上的尺取,外层循环枚举j轴上的可能,内层在i轴上尺取即可 O(N^3) */ #include<iostream> #include<cstdio> #include ...
- ERP产品采购申请管理(三十八)
BLL层代码: public class BioPurchaseBLL { /// <summary> /// 购进申请添加 /// </summary> /// <pa ...
- oracle <> 选不出为null的部分
比如 tablea 的 字段b 为空,则 select * from tablea where b <> 'Y' 则查不出b is null 的部分
- python全栈开发day22-常用模块二(hashlib、configparse、logging)
一.昨日内容回顾 1.钻石继承 #新式类,本身或父类显示继承object #找名字的时候是广度优先顺序 #有mro方法,super方法, # super并不是单纯的找父类,和mro顺序是完全对应的 # ...
- gitlab发送邮件
1.修改配置文件,建议使用企业邮箱 #vim /etc/gitlab/gitlab.rb gitlab_rails['smtp_enable'] = true gitlab_rails['smtp_a ...