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。
时间: 2025-01-05 20:37:17 浏览: 7
以下是用C++编写的KM算法,用于寻找最优匹配。这个程序会输入顶点数和边权值,并输出匹配结果。
```cpp
#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>
#include <limits.h>
using namespace std;
const int MAXN = 300;
const int INF = INT_MAX;
int n;
int w[MAXN][MAXN];
int lx[MAXN], ly[MAXN];
bool sx[MAXN], sy[MAXN];
int match[MAXN];
bool dfs(int x) {
sx[x] = true;
for (int y = 0; y < n; y++) {
if (!sy[y] && lx[x] + ly[y] == w[x][y]) {
sy[y] = true;
if (match[y] == -1 || dfs(match[y])) {
match[y] = x;
return true;
}
}
}
return false;
}
void km() {
fill(lx, lx + n, 0);
fill(ly, ly + n, 0);
fill(match, match + n, -1);
for (int i = 0; i < n; i++) {
for (int j = 0; j < n; j++) {
lx[i] = max(lx[i], w[i][j]);
}
}
for (int x = 0; x < n; x++) {
while (true) {
fill(sx, sx + n, false);
fill(sy, sy + n, false);
if (dfs(x)) break;
int delta = INF;
for (int i = 0; i < n; i++) {
if (sx[i]) {
for (int j = 0; j < n; j++) {
if (!sy[j]) {
delta = min(delta, lx[i] + ly[j] - w[i][j]);
}
}
}
}
for (int i = 0; i < n; i++) {
if (sx[i]) lx[i] -= delta;
if (sy[i]) ly[i] += delta;
}
}
}
}
int main() {
cout << "请输入顶点数: ";
cin >> n;
cout << "请输入边权值矩阵: " << endl;
for (int i = 0; i < n; i++) {
for (int j = 0; j < n; j++) {
cin >> w[i][j];
}
}
km();
cout << "最优匹配结果: " << endl;
for (int i = 0; i < n; i++) {
cout << "顶点 " << match[i] << " 和顶点 " << i << " 匹配" << endl;
}
int total_weight = 0;
for (int i = 0; i < n; i++) {
total_weight += w[match[i]][i];
}
cout << "总权值: " << total_weight << endl;
return 0;
}
```
这个程序实现了KM算法,用于寻找二分图中的最优匹配。主要步骤如下:
1. 初始化对偶变量lx和ly。
2. 重复以下步骤直到找到完备匹配:
a. 尝试为每个顶点x寻找增广路径。
b. 如果找不到,使用delta值更新对偶变量。
3. 输出匹配结果和总权值。
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