二分图(染色法判断二分图 求二分图的最大匹配)

\(G=(V,E)\)是一个无向图,如果顶点\(V\)可分割为两个互不相交的子集\((A,B)\),并且图中的每条边\((i,j)\)所关联的两个顶点\(i\)\(j\)分别属于这两个不同的顶点集\((A, B)\),则称图\(G\)为一个二分图。
因此如果一个图是二分图,它一定不含有奇数环。

二分图(染色法判断二分图 求二分图的最大匹配)


二分图(染色法判断二分图 求二分图的最大匹配)


图来自百度百科

染色法判断二分图

给定一个n个点m条边的无向图,图中可能存在重边和自环。

请你判断这个图是否是二分图。

输入格式
第一行包含两个整数n和m。

接下来m行,每行包含两个整数u和v,表示点u和点v之间存在一条边。

输出格式
如果给定图是二分图,则输出“Yes”,否则输出“No”。

数据范围
\(1 \leq n,m \leq 10^5\)
输入样例:
4 4
1 3
1 4
2 3
2 4
输出样例:
Yes

思路:

时间复杂度\(O(n+m)\)如果有奇数环,那么染色的过程中则一定会出现矛盾,就是一条边的两个端点一定是不同颜色的,例如

二分图(染色法判断二分图 求二分图的最大匹配)


因此这就是个dfs的过程。

代码 #include <iostream> #include <cstring> #include <algorithm> using namespace std; const int N = 100010, M = 200010; int n, m; int h[N], e[M], ne[M], idx; int color[N]; void add(int a, int b) { e[idx] = b, ne[idx] = h[a], h[a] = idx++; } bool dfs(int u, int c) { color[u] = c; for(int i = h[u]; i != -1; i = ne[i]) { int j = e[i]; if(!color[j]) //如果没有被染色 { if(!dfs(j, 3-c)) return false; //3-c: 3-1=2, 3-2=1 } else if(color[j] == c) return false; //如果发生冲突 } return true; } int main() { cin >> n >> m; memset(h, -1, sizeof h); while(m--) { int a, b; cin >> a >> b; add(a, b), add(b, a); } bool flag = true; for(int i = 1; i <= n; i++) { if(!color[i]) { if(!dfs(i, 1)) //说明发生冲突了 { flag = false; break; } } } if(flag) puts("Yes"); else puts("No"); return 0; } 求二分图最大匹配:匈牙利算法

给定一个二分图,其中左半部包含n1个点(编号1n1),右半部包含n2个点(编号1n2),二分图共包含m条边。

数据保证任意一条边的两个端点都不可能在同一部分中。

请你求出二分图的最大匹配数。

二分图的匹配:给定一个二分图\(G\),在\(G\)的一个子图\(M\)中,\(M\)的边集\({E}\)中的任意两条边都不依附于同一个顶点,则称\(M\)是一个匹配。

二分图的最大匹配:所有匹配中包含边数最多的一组匹配被称为二分图的最大匹配,其边数即为最大匹配数。

输入格式
第一行包含三个整数 n1、 n2 和 m。

接下来m行,每行包含两个整数u和v,表示左半部点集中的点u和右半部点集中的点v之间存在一条边。

输出格式
输出一个整数,表示二分图的最大匹配数。

数据范围
\(1 \leq n1,n2 \leq 500\)
\(1 \leq u \leq n1\)
\(1 \leq v \leq n2\)
\(1 \leq m \leq 10^5\)
输入样例:
2 2 4
1 1
1 2
2 1
2 2
输出样例:
2

思路:

举个很形象的例子,相当于男孩女孩找对象,看图(自己做的,很丑陋。。)

二分图(染色法判断二分图 求二分图的最大匹配)


蓝点表示男生,红点表示女生。
从男1开始,先遍历看上的女生(女2,女4),发现女2单身,于是与之牵手,用红线连接。
男2,遍历其看上的女生(女1,女3),发现女1单身,于是与之牵手。
男3,只看上了女2,但是发现其已经有对象了,但是他没有放弃,勇敢追求,终于追上了女2,于是男1就被绿了,(我们根据女2找到男1给他匹配对象),但是男一还有备胎,于是与女4牵手。(男1的经历就体现了匈牙利算法核心)
男4,只看上了女3,并发现她单身,牵手,所有男生都找到了对象。
匹配完毕,于是最大匹配就是4。
所以:对于一件事,想做就勇敢的去做,做错比错过要好。-----yxc(哈哈哈)

代码 #include <iostream> #include <cstring> #include <algorithm> using namespace std; const int N = 510, M = 100010; int n1, n2, m; int h[N], e[M], ne[M], idx; int match[N]; bool st[N]; void add(int a, int b) { e[idx] = b, ne[idx] = h[a], h[a] = idx++; } bool find(int x) { for(int i = h[x]; i != -1; i = ne[i]) //遍历这个当前男孩子看上的女孩子 { int j = e[i]; if(!st[j]) //如果之前没有考虑过 { st[j] = true;//先做标记 if(match[j] == 0 || find(match[j])) //妹子没有匹配到一个男生 或者 可以为当前妹子找到下家男生 这个妹子就空出来了 { match[j] = x; return true; } } } return false; } int main() { ios::sync_with_stdio(false), cin.tie(0); cin >> n1 >> n2 >> m; memset(h, -1, sizeof h); while(m--) { int a, b; cin >> a >> b; add(a, b); } int res = 0; for(int i = 1; i <= n1; i++) //遍历每一个点 { memset(st, false, sizeof st); if(find(i)) res++; } cout << res << endl; return 0; }

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