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
- 所有Windows7下游戏的全屏问题
Win键+R键,打开运行窗口,输入regedit 回车,这样就打开了注册表编辑器,然后,定位到以下位置:HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\ControlSet001\Control\ ...
- pom.xml的第一行报错
第一行:<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.or ...
- saltstack自动化运维系列④之saltstack的命令返回结果mysql数据库写入
saltstack自动化运维系列④之saltstack的命令返回结果mysql数据库写入salt的返回值写入mysql数据库:可参考:https://docs.saltstack.com/en/lat ...
- mysql数据库基于LVM快照的备份
lvm-snapshot: 基于LVM快照的备份 1.事务日志跟数据文件必须在同一个卷上 2.创建快照卷之前,要请求mysql的全局锁,在快照创建完成之后释放锁 3 ...
- 如何选取一个神经网络中的超参数hyper-parameters
1.什么是超参数 所谓超参数,就是机器学习模型里面的框架参数.比如聚类方法里面类的个数,或者话题模型里面话题的个数等等,都称为超参数.它们跟训练过程中学习的参数(权重)是不一样的,通常是手工设定的,经 ...
- Numpy详解
NumPy 简介 Python并没有提供数组功能.虽然列表可以完成基本的数组功能,但它不是真正的数组,而且在数据量比较大时,使用列表的速度会很慢.为此,Numpy提供了真正的数组功能,以及对数据进行快 ...
- 在Vue中使用计时器笔记
在Vue中使用了计时器,一定要记得在生命周期destroyed()里清掉,不然第二次进入这个组件,会出现很大的问题 destroyed () { // (很重要)当跳转到其他页面的时候,要在生命周期的 ...
- Android9.0新特性曝光,你准备好了吗
Android9.0最早出现在2018年1月25日的谷歌官网上,初步代号已经确定为“Pistachio Ice Cream”(开心果冰淇淋),不过按照Google的惯例,如此长的三个单词代号,通常都只 ...
- 并发之AQS原理(三) 如何保证并发
并发之AQS原理(三) 如何保证并发 1. 如何保证并发 AbstractQueuedSynchronizer 维护了一个state(代表了共享资源)和一个FIFO线程等待队列(多线程竞争资源被阻塞时 ...
- 步步为营-21-xml的增删改查
1 增加(存在则添加,不存在则新建) //对xml的操作-- XmlDocument doc = new XmlDocument(); if (File.Exists("Person.xml ...