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。同时边权值为零的两顶点不能匹配
时间: 2025-01-04 20:41:18 浏览: 9
好的,我可以为您介绍如何使用C++编写KM算法来寻找最优匹配。以下是一个实现该功能的C++程序:
```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 = 0; y < n; y++) {
if (!visy[y] && lx[x] + ly[y] == w[x][y]) {
visy[y] = true;
if (match[y] == -1 || dfs(match[y])) {
match[y] = x;
return true;
}
}
}
return false;
}
int km() {
memset(match, -1, sizeof(match));
memset(ly, 0, sizeof(ly));
for (int i = 0; i < n; i++) {
lx[i] = -INF;
for (int j = 0; j < n; j++) {
if (w[i][j] > lx[i]) {
lx[i] = w[i][j];
}
}
}
for (int x = 0; 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 = 0; i < n; i++) {
if (!visx[i] && slack[i] < d) {
d = slack[i];
}
}
for (int i = 0; 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 = 0; i < n; i++) {
if (match[i] != -1) {
res += w[match[i]][i];
}
}
return res;
}
int main() {
cin >> n;
for (int i = 0; i < n; i++) {
for (int j = 0; j < n; j++) {
cin >> w[i][j];
if (w[i][j] == 0) {
w[i][j] = -INF;
}
}
}
int max_weight = km();
cout << "匹配结果:" << endl;
for (int i = 0; i < n; i++) {
if (match[i] != -1) {
cout << i << " -- " << match[i] << endl;
}
}
cout << "最大边权和: " << max_weight << 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. 读取输入的顶点数和边权值。
2. 将边权值为0的边权值设为负无穷,确保这些顶点不会被匹配。
3. 实现KM算法的核心函数km(),该函数使用匈牙利算法来寻找最大权匹配。
4. 在主函数中调用km()函数,并输出匹配结果和最大边权和。
使用这个程序,您可以输入顶点数和边权值,程序将输出最优匹配和最大边权和。
阅读全文