MATLAB实例:Munkres指派算法
MATLAB实例:Munkres指派算法
作者:凯鲁嘎吉 - 博客园 http://www.cnblogs.com/kailugaji/
1. 指派问题陈述
指派问题涉及将机器分配给任务,将工人分配给工作,将足球运动员分配给职位等。目标是确定最佳分配,例如,使总成本最小化或使团队效率最大化。指派问题是组合优化领域中的一个基本问题。
例如,假设我们有四个工作需要由四个工作人员执行。因为每个工人都有不同的技能,所以执行工作所需的时间取决于分配给该工人的工人。
下面的矩阵显示了工人和工作的每种组合所需的时间(以分钟为单位)。作业用J1,J2,J3和J4表示,工人用W1,W2,W3和W4表示。
J1 | J2 | J3 | J4 | |
W1 | 82 | 83 | 69 | 92 |
W2 | 77 | 37 | 49 | 92 |
W3 | 11 | 69 | 5 | 86 |
W4 | 8 | 9 | 98 | 23 |
每个工人应仅执行一项工作,目标是最大程度地减少执行所有工作所需的总时间。
事实证明,将工人1分配给作业3,将工人2分配给作业2,将工人3分配给作业1,将工人4分配给作业4是最佳选择。那么,总时间为69 + 37 + 11 + 23 = 140分钟。所有其他任务导致需要更多时间。
2. Munkres指派算法MATLAB程序
munkres.m
- function [assignment,cost] = munkres(costMat)
- % MUNKRES Munkres Assign Algorithm
- %
- % [ASSIGN,COST] = munkres(COSTMAT) returns the optimal assignment in ASSIGN
- % with the minimum COST based on the assignment problem represented by the
- % COSTMAT, where the (i,j)th element represents the cost to assign the jth
- % job to the ith worker.
- %
- % This is vectorized implementation of the algorithm. It is the fastest
- % among all Matlab implementations of the algorithm.
- % Examples
- % Example 1: a 5 x 5 example
- %{
- [assignment,cost] = munkres(magic(5));
- [assignedrows,dum]=find(assignment);
- disp(assignedrows'); % 3 2 1 5 4
- disp(cost); %15
- %}
- % Example 2: 400 x 400 random data
- %{
- n=5;
- A=rand(n);
- tic
- [a,b]=munkres(A);
- toc
- %}
- % Reference:
- % "Munkres' Assignment Algorithm, Modified for Rectangular Matrices",
- % http://csclab.murraystate.edu/bob.pilgrim/445/munkres.html
- % version 1.0 by Yi Cao at Cranfield University on 17th June 2008
- assignment = false(size(costMat));
- cost = 0;
- costMat(costMat~=costMat)=Inf;
- validMat = costMat<Inf;
- validCol = any(validMat);
- validRow = any(validMat,2);
- nRows = sum(validRow);
- nCols = sum(validCol);
- n = max(nRows,nCols);
- if ~n
- return
- end
- dMat = zeros(n);
- dMat(1:nRows,1:nCols) = costMat(validRow,validCol);
- %*************************************************
- % Munkres' Assignment Algorithm starts here
- %*************************************************
- %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
- % STEP 1: Subtract the row minimum from each row.
- %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
- dMat = bsxfun(@minus, dMat, min(dMat,[],2));
- %**************************************************************************
- % STEP 2: Find a zero of dMat. If there are no starred zeros in its
- % column or row start the zero. Repeat for each zero
- %**************************************************************************
- zP = ~dMat;
- starZ = false(n);
- while any(zP(:))
- [r,c]=find(zP,1);
- starZ(r,c)=true;
- zP(r,:)=false;
- zP(:,c)=false;
- end
- while 1
- %**************************************************************************
- % STEP 3: Cover each column with a starred zero. If all the columns are
- % covered then the matching is maximum
- %**************************************************************************
- primeZ = false(n);
- coverColumn = any(starZ);
- if ~any(~coverColumn)
- break
- end
- coverRow = false(n,1);
- while 1
- %**************************************************************************
- % STEP 4: Find a noncovered zero and prime it. If there is no starred
- % zero in the row containing this primed zero, Go to Step 5.
- % Otherwise, cover this row and uncover the column containing
- % the starred zero. Continue in this manner until there are no
- % uncovered zeros left. Save the smallest uncovered value and
- % Go to Step 6.
- %**************************************************************************
- zP(:) = false;
- zP(~coverRow,~coverColumn) = ~dMat(~coverRow,~coverColumn);
- Step = 6;
- while any(any(zP(~coverRow,~coverColumn)))
- [uZr,uZc] = find(zP,1);
- primeZ(uZr,uZc) = true;
- stz = starZ(uZr,:);
- if ~any(stz)
- Step = 5;
- break;
- end
- coverRow(uZr) = true;
- coverColumn(stz) = false;
- zP(uZr,:) = false;
- zP(~coverRow,stz) = ~dMat(~coverRow,stz);
- end
- if Step == 6
- % *************************************************************************
- % STEP 6: Add the minimum uncovered value to every element of each covered
- % row, and subtract it from every element of each uncovered column.
- % Return to Step 4 without altering any stars, primes, or covered lines.
- %**************************************************************************
- M=dMat(~coverRow,~coverColumn);
- minval=min(min(M));
- if minval==inf
- return
- end
- dMat(coverRow,coverColumn)=dMat(coverRow,coverColumn)+minval;
- dMat(~coverRow,~coverColumn)=M-minval;
- else
- break
- end
- end
- %**************************************************************************
- % STEP 5:
- % Construct a series of alternating primed and starred zeros as
- % follows:
- % Let Z0 represent the uncovered primed zero found in Step 4.
- % Let Z1 denote the starred zero in the column of Z0 (if any).
- % Let Z2 denote the primed zero in the row of Z1 (there will always
- % be one). Continue until the series terminates at a primed zero
- % that has no starred zero in its column. Unstar each starred
- % zero of the series, star each primed zero of the series, erase
- % all primes and uncover every line in the matrix. Return to Step 3.
- %**************************************************************************
- rowZ1 = starZ(:,uZc);
- starZ(uZr,uZc)=true;
- while any(rowZ1)
- starZ(rowZ1,uZc)=false;
- uZc = primeZ(rowZ1,:);
- uZr = rowZ1;
- rowZ1 = starZ(:,uZc);
- starZ(uZr,uZc)=true;
- end
- end
- % Cost of assignment
- assignment(validRow,validCol) = starZ(1:nRows,1:nCols);
- cost = sum(costMat(assignment));
demo_munkres.m
- A=[82,83,69,92;77,37,49,92;11,69,5,86;8,9,98,23];
- [assignment,cost]=munkres(A)
- [assignedrows,dum]=find(assignment);
- order=assignedrows'
3. 指派结果
- >> demo_munkres
- assignment =
- 4×4 logical 数组
- 0 0 1 0
- 0 1 0 0
- 1 0 0 0
- 0 0 0 1
- cost =
- 140
- order =
- 3 2 1 4
4. 参考文献
[1] Munkres' Assignment Algorithm Modified for Rectangular Matrices
[2] Munkres Assignment Algorithm
[3] Hungarian algorithm:The assignment problem
MATLAB实例:Munkres指派算法的更多相关文章
- MATLAB实例:为匹配真实标签,对训练得到的标签进行调整
MATLAB实例:为匹配真实标签,对训练得到的标签进行调整 作者:凯鲁嘎吉 - 博客园 http://www.cnblogs.com/kailugaji/ 1. MATLAB程序 munkres.m ...
- MATLAB实例:聚类初始化方法与数据归一化方法
MATLAB实例:聚类初始化方法与数据归一化方法 作者:凯鲁嘎吉 - 博客园 http://www.cnblogs.com/kailugaji/ 1. 聚类初始化方法:init_methods.m f ...
- MATLAB实例:散点密度图
MATLAB实例:散点密度图 作者:凯鲁嘎吉 - 博客园http://www.cnblogs.com/kailugaji/ MATLAB绘制用颜色表示数据密度的散点图 数据来源:MATLAB中“fit ...
- MATLAB实例:聚类网络连接图
MATLAB实例:聚类网络连接图 作者:凯鲁嘎吉 - 博客园 http://www.cnblogs.com/kailugaji/ 本文给出一个简单实例,先生成2维高斯数据,得到数据之后,用模糊C均值( ...
- 非刚性图像配准 matlab简单示例 demons算法
2011-05-25 17:21 非刚性图像配准 matlab简单示例 demons算法, % Clean clc; clear all; close all; % Compile the mex f ...
- 基于MATLAB的人脸识别算法的研究
基于MATLAB的人脸识别算法的研究 作者:lee神 现如今机器视觉越来越盛行,从智能交通系统的车辆识别,车牌识别到交通标牌的识别:从智能手机的人脸识别的性别识别:如今无人驾驶汽车更是应用了大量的机器 ...
- 基于MATLAB的腐蚀膨胀算法实现
本篇文章要分享的是基于MATLAB的腐蚀膨胀算法实现,腐蚀膨胀是形态学图像处理的基础,腐蚀在二值图像的基础上做“收缩”或“细化”操作,膨胀在二值图像的基础上做“加长”或“变粗”的操作. 什么是二值图像 ...
- MATLAB实例:新建文件夹,保存.mat文件并保存数据到.txt文件中
MATLAB实例:新建文件夹,保存.mat文件并保存数据到.txt文件中 作者:凯鲁嘎吉 - 博客园 http://www.cnblogs.com/kailugaji/ 用MATLAB实现:指定路径下 ...
- MATLAB实例:求相关系数、绘制热图并找到强相关对
MATLAB实例:求相关系数.绘制热图并找到强相关对 作者:凯鲁嘎吉 - 博客园 http://www.cnblogs.com/kailugaji/ 用MATLAB编程,求给定数据不同维度之间的相关系 ...
随机推荐
- 字符串模式匹配——KMP算法
KMP算法匹配字符串 朴素匹配算法 字符串的模式匹配的方法刚开始是朴素匹配算法,也就是经常说的暴力匹配,说白了就是用子串去和父串一个一个匹配,从父串的第一个字符开始匹配,如果匹配到某一个失配了,就 ...
- Burp Suite渗透操作指南 【暴力破解】
1.1 Intruder高效暴力破解 其实更喜欢称Intruder爆破为Fuzzing.Intruder支持多种爆破模式.分别是:单一字典爆破.多字段相同字典爆破.多字典意义对应爆破.聚合式爆破.最常 ...
- swift声明属性为某个类型同时遵循某协议
swift声明属性为某个类型同时遵循某协议 var instanse:(协议A & 类B)
- 5、netty第四个例子,空闲检测handle
netty可支持空闲检测的处理器,用于心态检测,当服务器端超出等待时间,没发生事件时,会触发handler中的方法 userEventTriggered. initializer import io. ...
- [Go] 利用函数类型实现封装中的回调
当进行业务逻辑开发的时候,经常要进行封装,封装成独立的类文件,在类文件的属性中预留出函数类型的API 在调用该类文件中某些方法的时候,也根据业务需要调用类属性中的函数, 在主业务中可以传递特定的函数注 ...
- [Go] golang定时器的使用
golang中的定时器是使用的chanel阻塞来实现的,主要使用到了time包中的内容,如果有多个定时器的channel,为了防止阻塞,可以使用select来获取遍历channel 定时器获取的cha ...
- 【问题解决】vim 打开文档后提醒 E325: ATTENTION 怎么办?
这是经典的 vi/vim 的报错情形. 在 Linux 下,使用 vim 或是 vi 查看文件时,可能每次都会出现下面贴出的 E325 错误提醒,然后按 E 进行 Edit anyway 才能继续读写 ...
- robotframework框架 - 在Pycharm当中编写RobotFramework测试用例
众所周知,pycharm是个写python极好用的编辑器.也可以装很多的插件来完成各种骚操作. 某一天,心血来潮在pycharm的插件库里,搜索了一下robot,恩,发现有支持robotframewo ...
- Linux基础 —基础要点
一.请简述Linux安装时的两个必备分区.挂载点和类型. 一般情况下,安装红旗Linux需要两个必备分区,即一个根文件系统分区,挂载点(/),类型为ext3.ext2或reiserfs:一个交换分区, ...
- day96_11_28 mongoDB与scrapy框架
一.mongodb mongodb是一个面向文档的数据库,而不是关系型数据库.不采用关系型是为了获得更好的扩展性. 它与mysql的区别在于它没有表连接,但是可以通过其他办法实现. 安装数据库. 上官 ...