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7:6Á.CsehandA.Juhos
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u和v彼此更喜欢彼此而不是他们的M中的伙伴,或者他们没有匹配。当将这个概念扩展到带有并列
关系的偏好列表时,就需要指定如何处理不可比性。Irving[19]定义了三种稳定性概念。我们将它们
扩展到接下来的三个部分的成对偏好中。在没有关于所讨论的稳定性类型的歧义的情况下,我们省略
了weakly、strongly和super这些形容词。
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我们在这里定义NP-完全[4]可满足性问题(2,2)-e3-sat,因为它将被用于
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在稍后的定理3.4和5.5的证明中。它的输入是一个布尔公式B,以合取范式形式出现,其中每个子句
包括确切的3个文字,每个变量正好以正和否定形式各出现两次。决策问题是是否存在一个满足B的
真值赋值。
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3弱稳定性
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在弱稳定性中,如果一条边在M之外,它被它的两个端点严格优先于匹配边,则会阻塞M。根据这个
定义,wuw′和w||uw′在弱稳定性中是可交换的,因为阻塞只发生在非匹配边在两个端点严格优先于
匹配边的情况下。因此,可以假定具有任意成对偏好的实例是不对称的。
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定义3.1(弱稳定性的阻塞边)。如果边uw阻止M,则
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(1)uw
M;(2)wu
M(u);(3)u
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对于弱稳定性,偏好结构一直到偏序集都已经被研究,见表1。
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在这些情况下保证存在稳定解[19,31]。在这里,我们将这个结果扩展到无环列表,并用一个难度证
明来补充所有出现不对称列表的情况,即使它们只出现在一侧。
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定理3.2.对于具有无环成对偏好的稳定婚姻问题的任何实例
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所有顶点都有一个弱稳定匹配,并且有一个多项式时间算法来确定这样的匹配。
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证明。我们利用一个广泛使用的论证[19]来证明这一点。无环
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在有限集合V=(v1,v2,...,vn)上的一组成对关系R的集合是V的一个全序π=π1,π2,...,πn,使得只要vivj出现在R中,就有πi<
πj。对于无环关系Rv,存在一个线性扩展R′
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v存在。具有线性偏好的扩展实例有保证地
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以接受一个稳定匹配[14]。与Rv相比,R'中的关系
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v对
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稳定解的原始集合。如果双方都有无环列表,那么稳定匹配就有保证存在,并且在扩展实例上的一次
Gale-Shapley算法运行可以得到一个。
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Gale-Shapley算法在具有扩展偏好的实例中的时间复杂度
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是O(m)。在每个顶点上构建一组无环关系的线性扩展是预处理阶段的一部分,就像[31]中一样。这个阶段的复杂性严重依赖于R'的格式
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v在输入中,O(n^3)作为整个图的上界[23]。□
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只要偏好中出现循环,稳定匹配就不能保证存在,
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例3.3展示了。定理3.4表明,从那时起,决策问题实际上是困难的。
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例3.3.在下面的实例中找不到稳定的匹配,其中一侧有严格的列表
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一侧和另一侧有非对称的列表。有三个男人u1,u2,u3与一个女人w相邻。
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ACMTransactionsonEconomicsandComputation,第9卷,第1期,第7篇文章。出版日期:2020年12月。