Hopcroft-Karp算法代码实现流程图

时间: 2024-03-27 22:38:14 浏览: 20
以下是Hopcroft-Karp算法的代码实现流程图: ``` 1. 初始化所有顶点均为未匹配状态 2. while (存在增广路径) : 3. for (每个未匹配的左顶点) : 4. 使用BFS查找增广路径 5. 如果找到增广路径,反转路径上的匹配边 6. 输出最大匹配结果 ``` 具体实现细节可以参考以下代码: ```python def bfs(G, L, R, match, dist): queue = [] for u in L: if not match[u]: dist[u] = 0 queue.append(u) else: dist[u] = float('inf') dist[None] = float('inf') while queue: u = queue.pop(0) if dist[u] < dist[None]: for v in G[u]: if dist[match[v]] == float('inf'): dist[match[v]] = dist[u] + 1 queue.append(match[v]) return dist[None] != float('inf') def dfs(G, L, R, match, dist, u): if u is not None: for v in G[u]: if dist[match[v]] == dist[u] + 1 and dfs(G, L, R, match, dist, match[v]): match[v] = u match[u] = v return True dist[u] = float('inf') return False return True def hopcroft_karp(G, L, R): match = {u: None for u in L} while bfs(G, L, R, match, {u: float('inf') for u in L}) : for u in L: if not match[u]: dfs(G, L, R, match, {u: float('inf') for u in L}, u) return match ``` 其中,G是存储二分图的邻接表,L和R分别是二分图的左部分和右部分。match是一个字典类型,存储每个顶点的匹配情况。dist是一个字典类型,存储每个顶点到源点的距离。bfs函数用于查找增广路径,dfs函数用于递归查找增广路径并反转匹配边。最后,hopcroft_karp函数是整个算法的入口函数,返回最大匹配结果。

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(a) We can model this problem as a bipartite graph where one set of vertices represents the customers and the other set represents the representatives. We draw an edge between a customer and a representative only if the representative is qualified to serve that customer. Then, we can use the Hopcroft-Karp algorithm to find a maximum matching in this bipartite graph. If the size of the maximum matching is n, then all customers can be served simultaneously by a qualified representative. We can assign each customer the representative they are matched with. (b) To check whether a representative r can serve the VIP customer while the other n-1 customers can be served by qualified representatives, we first remove all edges incident to r from the bipartite graph. Then, we check whether the remaining subgraph has a matching that covers all customers except the VIP customer. If such a matching exists, then r can serve the VIP customer while the other n-1 customers can be served by qualified representatives. Otherwise, r cannot serve the VIP customer without affecting the capacity to serve the other customers. To implement this algorithm, we can modify the Hopcroft-Karp algorithm as follows. We start by removing all edges incident to r and finding a maximum matching in the remaining subgraph. If the size of the maximum matching is less than n-1, then r cannot serve the VIP customer. Otherwise, we add the VIP customer to the matching and check whether the resulting matching covers all customers. If it does, then r can serve the VIP customer while the other n-1 customers can be served by qualified representatives. Otherwise, r cannot serve the VIP customer without affecting the capacity to serve the other customers. The time complexity of this algorithm is O(n^3), since we need to run the Hopcroft-Karp algorithm twice, once on the original bipartite graph and once on the subgraph with edges incident to r removed.翻译

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