• KM算法入门


    KM算法的基本概念:

    http://baike.baidu.com/view/739278.htm

    http://baike.baidu.com/view/501092.htm

    看这个算法之前,最好先看下匈牙利算法,KM算法 是建立在匈牙利算法基础上实现的

    对于这个算法最有误区的地方,个人感觉还是在  X 集合 -d  和 Y 集合 + d之后 还要进行

    操作,再加上 深搜递归操作  ,理解容易产生误区,在这里我给出一组模板的测试数据来帮助初学者理解

    注意观察: visx[],visy[],lx[],ly[],linky[],在调用中的变化:

    3 4

    0 0 2

    0 1 6

    1  1 7

    2 1  14

    2  2  3

    模板:(O  ^ 4) 

    复制代码
    #define M 505
    #define inf 0x3fffffff
    bool sx[M], sy[M];
    int match[M], w[M][M], n, m, d, lx[M], ly[M];
    //n:左集元素个数; m:右集元素个数
    void init ()
    {
    memset (w, 0, sizeof(w)); //不一定要,求最小值一般要初始化为负无穷!
    }

    bool dfs (int u)
    {
    int v; sx[u] = true;
    for (v = 0; v < m; v++)
    {
    if (!sy[v] && lx[u]+ly[v]==w[u][v])
    {
    sy[v] = true;
    if (match[v] == -1 || dfs (match[v]))
    {
    match[v] = u;
    return true;
    }
    }
    }
    return false;
    }

    int KM ()
    {
    int i, j, k, sum = 0;
    memset (ly, 0, sizeof(ly));
    for (i = 0; i < n; i++)
    {
    lx[i] = -inf;
    for (j = 0; j < m; j++)
    if (lx[i] < w[i][j])
    lx[i] = w[i][j];
    }
    memset (match, -1, sizeof(match));
    for (i = 0; i < n; i++)
    {
    while (1)
    {
    memset (sx, false, sizeof(sx));
    memset (sy, false, sizeof(sy));
    if (dfs (i))
    break;
    d = inf;
    for (j = 0; j < n; j++)
    if (sx[j])
    for (k = 0; k < m; k++)
    if (!sy[k])
    d = min (d, lx[j]+ly[k]-w[j][k]);
    if (d == inf) //找不到完美匹配
    return -1;
    for (j = 0; j < n; j++)
    if (sx[j])
    lx[j] -= d;
    for (j = 0; j < m; j++)
    if (sy[j])
    ly[j] += d;
    }
    }
    for (i = 0; i < m; i++)
    if (match[i] > -1)
    sum += w[match[i]][i];
    return sum;
    }
    复制代码

    改进后的模板(O^3)

    复制代码
    /*其实在求最大 最小的时候只要用一个模板就行了,把边的权值去相反数即可得到另外一个.求结果的时候再去相反数即可*/
    /*最大最小有一些地方不同。。*/
    #include <iostream>
    #include<cstring>
    #include<cstdio>
    #include<cmath>
    //赤裸裸的模板啊。。
    const int maxn = 101;
    const int INF = (1<<31)-1;
    int w[maxn][maxn];
    int lx[maxn],ly[maxn]; //顶标
    int linky[maxn];
    int visx[maxn],visy[maxn];
    int slack[maxn];
    int nx,ny;
    bool find(int x)
    {
    visx[x] = true;
    for(int y = 0; y < ny; y++)
    {
    if(visy[y])
    continue;
    int t = lx[x] + ly[y] - w[x][y];
    if(t==0)
    {
    visy[y] = true;
    if(linky[y]==-1 || find(linky[y]))
    {
    linky[y] = x;
    return true; //找到增广轨
    }
    }
    else if(slack[y] > t)
    slack[y] = t;
    }
    return false; //没有找到增广轨(说明顶点x没有对应的匹配,与完备匹配(相等子图的完备匹配)不符)
    }

    int KM() //返回最优匹配的值
    {
    int i,j;

    memset(linky,-1,sizeof(linky));
    memset(ly,0,sizeof(ly));
    for(i = 0; i < nx; i++)
    for(j = 0,lx[i] = -INF; j < ny; j++)
    if(w[i][j] > lx[i])
    lx[i] = w[i][j];
    for(int x = 0; x < nx; x++)
    {
    for(i = 0; i < ny; i++)
    slack[i] = INF;
    while(true)
    {
    memset(visx,0,sizeof(visx));
    memset(visy,0,sizeof(visy));
    if(find(x)) //找到增广轨,退出
    break;
    int d = INF;
    for(i = 0; i < ny; i++) //没找到,对l做调整(这会增加相等子图的边),重新找
    {
    if(!visy[i] && d > slack[i])
    d = slack[i];
    }
    for(i = 0; i < nx; i++)
    {
    if(visx[i])
    lx[i] -= d;
    }
    for(i = 0; i < ny; i++)
    {
    if(visy[i])
    ly[i] += d;
    else
    slack[i] -= d;
    }
    }
    }
    int result = 0;
    for(i = 0; i < ny; i++)
    if(linky[i]>-1)
    result += w[linky[i]][i];
    return result;
    }

    int main()
    {
    // freopen("g:/1.txt","r",stdin);
    while(true)
    {
    scanf("%d%d",&nx,&ny);
    int a,b,c;
    while(scanf("%d%d%d",&a,&b,&c),a+b+c)
    {
    w[a][b]=c;
    }
    printf("%d ",KM());
    break;
    }
    return 0;
    }
    复制代码

    题目推荐:

    第一题:hdu  2255   奔小康赚大钱

    http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=2255

    模板不解释

    View Code

    第二题:  hdu 1533  Going Home

    http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1533

     用 w[i][j] = -w[i][j]建图再套模板 求最大值   输出【-sum】

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    第三题:  hdu  1853  Cyclic Tour

    注意是有向图,和重边的判断

    View Code


    第四题:hdu  3488  Tour

    http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=3488 
    跟第三题几乎一样

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    第五题:hdu  3435  A new Graph Game

    http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=3435 
    跟第三题代码基本上一样,只是要双向建图,也有重边

    福大 AekdyCoin 出的题,好险的题啊,时间跑了 2000+ ;

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    第六题: hdu 2426  Interesting Housing Problem

    http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=2426

    注意 题目输入 |Vi| <= 10000  
    左集是学生,右集是房子,w[i][j] < 0 不可匹配,最后无法完美匹配输出-1

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    第七题:hdu 2853  Assignment

    http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=2853 
    思路:让原有匹配更有优势就可以了 
    实现:所有权值扩大100倍,原有匹配【例如a匹配b】w[a][b]+ + 
    设结果是res 
    最大值:res/100 
    至少改变个数:n - res%100  

    这种处理比较有意思

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    第八题:hdu 3718  

    http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=3718 
    题目求的是两字符串的最大相似度 
    思路:因为第一个串的一种字母只能匹配第二个串的一种字母,所以可以转化为求 
    【字母的最大匹配值/n】 注意输入 scanf--%s   不要用 %c%*c 

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    推荐题目链接:

    http://972169909-qq-com.iteye.com/blog/1184514

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