二分图的定义
可以把图里所有的点划分到两边,分成两个集合使得集合内没有边,也就是说同一个集合中任意两点间不能有边。这样的图就叫做二分图。
二分图的判定
这个图是二分图当且仅当图内没有奇数环(点数为奇数的环)。
证明:
反证法:如果图内有奇数环,那么把里面任意一点归入一号集合中,他右面的就得归入二号集合中,再右边的又是一号集合,这么一直归入下去,发现最初的那一点又要归入二号集合中,这就矛盾了,所以不行。
如果图里没有奇环,那么这张图是否一定是二分图呢?答案是正确的。
把一个点归到左边,再把所有与他相邻的点归到右边,再把所有与他们相邻的点归到左边,由于没有负环,所以肯定能弄完。
这个过程可以叫做染色
染色法判定二分图:
可以用深度优先搜索的方法。
遍历一遍所有的点,如果 $i$ 未染色,就给 $i$ 染色(dfs)。
代码:
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N = 1e5 + 5;
int n, m;
int h[N], e[2 * N], ne[2 * N], idx;
int color[N];
void add(int a, int b){
e[idx] = b;
ne[idx] = h[a];
h[a] = idx++;
}
bool dfs(int u, int c){
color[u] = c;
for (int i = h[u]; i != -1; i = ne[i]){
int j = e[i];
if (!color[j])
if (!dfs(j, 3 - c)) return false;
else if (color[j] == c) return false;
}
return true;
}
int main(){
scanf("%d%d", &n, &m);
memset(h, -1, sizeof h);
while (m--){
int a, b;
scanf("%d%d", &a, &b);
add(a, b), add(b, a);
}
bool flag = true;
for (int i = 1; i <= n; i ++ ){
if (!color[i]){
if (!dfs(i, 1)){
flag = false;
break;
}
}
}
if (flag) puts("Yes");
else puts("No");
return 0;
}
匈牙利算法:
他主要是解决这个问题的,又称月老算法,找女友算法,这都什么话你说说。
他的主要思路要用图表示:
假设有这样一张二分图
知道为什么要用这种配色吗?
我们可以把左边看成男生,右边看成妹子,然后把线看成有一定好感度。
这样,题就变成了确定尽量多的正当的恋爱关系,即不能脚踏多条船。突然感觉算法好玩多了……
要是男生或女生之间互相连边就不符合二分图的定义了吗,咳,当然法律也不允许……
我们可以先给一号男生确定恋爱关系,他第一个喜欢的是二号女生,而且二号还是单身状态,可以确定第一对恋爱关系。二号是女神吗,这么多人喜欢,喜欢上她真是个正确的选择吗?
月老吗,当然要用红线。
轮到第二个男生选的时候,发现竟然还想选 $2$ 号女生,于是他就去劝劝 $1$ 号男生看能不能选别人,发现正好能选别人,于是他就去勾搭那个了,而 $2$ 号男生就选了 $2$ 号女生可以用一个比较真实的颜色来拒绝掉。在看人家 $3$ 号男生,一见钟情好吧,恭喜他喜结良缘(多学学人家)。
最后,$2$ 号女生真的是女神啊,又被 $4$ 号男生看上了,跟 $2$ 好沟通之后。他们都有了完美的结局。
额……整个算法思路就是这样的,除非男人没有其他选择,不然其他人来抢亲肯定是会答应的。
代码:
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N = 510, M = 100010;
int n1, n2, m;
int h[N], e[M], ne[M], idx;
int match[N];
bool st[N];
void add(int a, int b){
e[idx] = b;
ne[idx] = h[a];
h[a] = idx++;
}
bool find(int x){
for (int i = h[x]; i != -1; i = ne[i]){
int j = e[i];
if (!st[j]){
st[j] = true;
if (match[j] == 0 || find(match[j])){
match[j] = x;
return true;
}
}
}
return false;
}
int main(){
scanf("%d%d%d", &n1, &n2, &m);
memset(h, -1, sizeof h);
while (m--){
int a, b;
scanf("%d%d", &a, &b);
add(a, b);
}
int res = 0;
for (int i = 1; i <= n1; i++){
memset(st, false, sizeof st);
if (find(i)) res++;
}
printf("%d\n", res);
return 0;
}