用C++编写一个km算法,寻找最优匹配,输入顶点数和边权值,输出匹配结果和最大边权和。条件边权值为零的两顶点不能匹配
时间: 2025-01-04 12:41:33 浏览: 16
好的,我可以为您介绍如何用C++编写一个KM算法来寻找最优匹配。以下是一个实现该功能的代码示例:
```cpp
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <cstring>
using namespace std;
const int MAXN = 310;
const int INF = 0x3f3f3f3f;
int n;
int w[MAXN][MAXN];
int lx[MAXN], ly[MAXN];
int match[MAXN];
bool visx[MAXN], visy[MAXN];
int slack[MAXN];
bool dfs(int x) {
visx[x] = true;
for (int y = 1; y <= n; y++) {
if (!visy[y] && lx[x] + ly[y] == w[x][y]) {
visy[y] = true;
if (!match[y] || dfs(match[y])) {
match[y] = x;
return true;
}
}
}
return false;
}
int km() {
memset(lx, 0, sizeof(lx));
memset(ly, 0, sizeof(ly));
memset(match, 0, sizeof(match));
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int j = 1; j <= n; j++) {
lx[i] = max(lx[i], w[i][j]);
}
}
for (int x = 1; x <= n; x++) {
memset(slack, 0x3f, sizeof(slack));
while (true) {
memset(visx, false, sizeof(visx));
memset(visy, false, sizeof(visy));
if (dfs(x)) break;
int d = INF;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
if (!visx[i]) {
d = min(d, slack[i]);
}
}
for (int i = 1; i <= n; i++) {
if (visx[i]) lx[i] -= d;
if (visy[i]) ly[i] += d;
else slack[i] -= d;
}
}
}
int res = 0;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
if (match[i]) {
res += w[match[i]][i];
}
}
return res;
}
int main() {
cin >> n;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
for (int j = 1; j <= n; j++) {
cin >> w[i][j];
if (w[i][j] == 0) {
w[i][j] = -INF; // 将边权值为0的边设为负无穷大
}
}
}
int maxWeight = km();
cout << "匹配结果: ";
for (int i = 1; i <= n; i++) {
if (match[i]) {
cout << "(" << match[i] << "," << i << ") ";
}
}
cout << endl;
cout << "最大边权和: " << maxWeight << endl;
return 0;
}
```
这个程序实现了KM算法来寻找最优匹配。主要步骤如下:
1. 初始化顶标(lx和ly)。
2. 尝试为每个顶点寻找匹配,如果找不到就调整顶标。
3. 重复步骤2直到所有顶点都被匹配。
4. 最后输出匹配结果和最大边权和。
注意:为了满足题目中"边权值为零的两顶点不能匹配"的要求,我们将所有边权值为0的边设为负无穷大(-INF),这样在寻找匹配时就不会选择这些边。
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