匈牙利算法概念

匈牙利算法概念在介绍匈牙利算法之前还是先提一下几个概念,下面M是G的一个匹配

若 , ,其中边 已经在匹配M上

M-交错路:p是G的一条通路,如果p中的边为属于M中的边与不属于M但属于G中的边交替出现,则称p是一条M-交错路

如:路径 ,

M-饱和点:对于 ,如果v与M中的某条边关联,则称v是M-饱和点,否则称v是非M-饱和点

如 都属于M-饱和点,而其它点都属于非M-饱和点

M-可增广路:p是一条M-交错路,如果p的起点和终点都是非M-饱和点,则称p为M-可增广路

如 (不要和流网络中的增广路径弄混了)

求最大匹配的一种显而易见的算法是:先找出全部匹配,然后保留匹配数最多的

但是这个算法的时间复杂度为边数的指数级函数

因此,需要寻求一种更加高效的算法

下面介绍用增广路求最大匹配的方法(称作匈牙利算法,匈牙利数学家Edmonds于1965年提出)

增广路的定义(也称增广轨或交错轨):若P是图G中一条连通两个未匹配顶点的路径,并且属于M的边和不属于M的边(即已匹配和待匹配的边)在P上交替出现,则称P为相对于M的一条增广路径

由增广路的定义可以推出下述三个结论:(1)P的路径个数必定为奇数,第一条边和最后一条边都不属于M

(2)将M和P进行取反操作可以得到一个更大的匹配

(3)M为G的最大匹配当且仅当不存在M的增广路径

算法轮廓:(1)置M为空(2)找出一条增广路径P,通过异或操作获得更大的匹配 代替M(3)重复(2)操作直到找不出增广路径为止 

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