运动员最佳匹配问题 KM算法:带权二分图匹配

时间:2023-03-09 13:32:43
运动员最佳匹配问题  KM算法:带权二分图匹配

题面:

羽毛球队有男女运动员各n人。给定2 个n×n矩阵P和Q。P[i][j]是男运动员i和女运动员j配对组成混合双打的男运动员竞赛优势;Q[i][j]是女运动员i和男运动员j配合的女运动员竞赛优势。由于技术配合和心理状态等各种因素影响,P[i][j]不一定等于Q[j][i]。男运动员i和女运动员j配对组成混合双打的男女双方竞赛优势为P[i][j]*Q[j][i]。设计一个算法,计算男女运动员最佳配对法,使各组男女双方竞赛优势的总和达到最大。

题解:

看完题很容易发现这就是一个带权二分图匹配,

那么有两种选择:KM算法,费用流,

由于KM算法时间复杂度更优,这里选择KM算法,

以P[i][j]*Q[j][i]为边权直接匹配就好了

我是当KM算法模板做的,,,,

KM算法网上讲解也蛮多的,这里就不写了(其实是懒得画图)

这里运动员的数量很少,显然用邻接矩阵更合适,

匈牙利算法其实也可以看做是权值为1的带权二分图,

KM算法中也需要用到匈牙利,

 #include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define R register int
#define AC 24
int n,ans;
int tmp[AC][AC],s[AC][AC];
int vis[AC],z[AC];//vis = boy ,z = girl
int slack[AC];//对应的男生至少要降低多少权值
int link[AC],power_g[AC],power_b[AC];
/*km算法模板题*/ inline void upmax(int &a,int b)
{
if(b > a) a = b;
} inline void upmin(int &a,int b)
{
if(b < a) a = b;
} void pre()
{
scanf("%d",&n);
for(R i=;i<=n;i++)
for(R j=;j<=n;j++)
scanf("%d",&tmp[i][j]);
for(R i=;i<=n;i++)
for(R j=;j<=n;j++)
{
scanf("%d",&s[i][j]);
s[i][j] *= tmp[j][i];//求出每条边的权值
upmax(power_g[i],s[i][j]);//初始权值为所有权值里面最大的那个
}
} bool dfs(int x)
{
int now;
z[x]=true;
for(R i=;i<=n;i++)
{
if(vis[i]) continue;//每个男生只能访问一次
now=power_g[x] + power_b[i] - s[x][i];//获取权值和与边权之间的差距(一般会为正?)
if(!now)//如果刚好相等就连了
{
vis[i]=true;
if(!link[i] || dfs(link[i]))//如果对方还没有被匹配or之前那个人可以换走的话
{//因为要换走自己这边的人,所以是dfs(link[i])啊
link[i]=x;//就连上
return true;//其实这部分就是匈牙利
}
}
else upmin(slack[i],now);//不然就获取最小差距,以便调整权值时用
}
return false;//要是前面一直没有被匹配上
} void KM()
{
int x;
for(R i=;i<=n;i++)
{
memset(slack,,sizeof(slack));//因为要获取最小限度,所以初始化为极大值
while()//为什么一定要匹配满?貌似是题目要求,,,,
{
memset(vis,,sizeof(vis));
memset(z,,sizeof(z));
if(dfs(i)) break;//如果直接就配上了那就算了
x=INT_MAX;
for(R j=;j<=n;j++)
if(!vis[j]) upmin(x,slack[j]);//获取整张图的最小限度
for(R j=;j<=n;j++)
{//给涉及到的点修改权值
if(z[j]) power_g[j] -= x;//error!!!不要搞反了,是给女生降低,男生提高
if(vis[j]) power_b[j] += x;
else slack[j] -= x;//因为对面降低了,所以差距也小了
}
} }
for(R i=;i<=n;i++)
ans+=s[link[i]][i];//枚举男生,因为link[i]存的是男生对应的女生,所以只有男生才能获取到女生,反之不行
printf("%d\n",ans);
} int main()
{
// freopen("in.in","r",stdin);
pre();
KM();
// fclose(stdin);
return ;
}