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二分图最小点覆盖

时间:2014-09-19 00:58:24      阅读:405      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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  二分图模型中的最小顶点覆盖问题:在二分图G=(X,Y;E)中求取最小的顶点集V* ⊂ {X,Y},使得边 e ∈ E都至少有一个顶点 v ∈ V*相关联。

  简单地说,最小点覆盖就是从图G的顶点中取最少的点组成一个集合,使得图中所有的边都与取出来的点相连。

  有一定理:最小顶点覆盖问题与最大匹配问题等价

题目:hdu1150

题目大意:

  有两台机器A和B。A机器有N种不同的模式,B机器有M种不同的模式。每个任务都可以在一台机器上独立完成。如果它在机器A上运行,则机器A需要设置为模式xi;如果它在机器B上运行,则机器A需要设置为模式yi。每台机器     上的任务可以按照任意顺序执行,但是每台机器每转换一次模式需要重启一次。求机器重启的最小次数。

解题思路:

  X={机器A的集合},Y={机器B的集合},E={(i,j) | 任务K由机器A的i模式完成或者由机器B的j模式完成},这样就构造了一个二分图。

  这样构图以后,明显看出就是求最小点覆盖。

  本题有个特殊的地方,就是0这个状态是初始状态,就是说这个状态是不需要代价的(在最小代价的情况下)。

  求最大匹配我用的是Hopcroft-Karp算法,时间复杂度为O(m*n1/2)。而匈牙利算法(BFS版,DFS版)时间复杂度都是O(m*n)。

下面的是代码:

bubuko.com,布布扣
 1 #include<iostream>
 2 #include<cstdio>
 3 #include<cstring>
 4 #include<algorithm>
 5 #include<queue>
 6 using namespace std;
 7 
 8 const int N=1005,INF=0x3f3f3f3f;
 9 int bmap[N][N],cx[N],cy[N],dx[N],dy[N];
10 bool bmask[N];
11 int nx,ny,dis,ans;
12 bool searchpath()
13 {
14     queue<int> q;
15     dis=INF;
16     memset(dx,-1,sizeof(dx));
17     memset(dy,-1,sizeof(dy));
18     for(int i=1;i<=nx;i++)
19     {
20         if(cx[i]==-1){ q.push(i); dx[i]=0; }
21         while(!q.empty())
22         {
23             int u=q.front(); q.pop();
24             if(dx[u]>dis) break;
25             for(int v=1;v<=ny;v++)
26             {
27                 if(bmap[u][v]&&dy[v]==-1)
28                 {
29                     dy[v]= dx[u] + 1;
30                     if(cy[v]==-1) dis=dy[v];
31                     else
32                     {
33                         dx[cy[v]]= dy[v]+1;
34                         q.push(cy[v]);
35                     }
36                 }
37             }
38         }
39     }
40     return dis!=INF;
41 }
42 int findpath(int u)
43 {
44     for(int v=1;v<=ny;v++)
45     {
46         if(!bmask[v]&&bmap[u][v]&&dy[v]==dx[u]+1)
47         {
48             bmask[v]=1;
49             if(cy[v]!=-1&&dy[v]==dis) continue;
50             if(cy[v]==-1||findpath(cy[v]))
51             {
52                 cy[v]=u; cx[u]=v;
53                 return 1;
54             }
55         }
56     }
57     return 0;
58 }
59 void maxmatch()
60 {
61     ans=0;
62     memset(cx,-1,sizeof(cx));
63     memset(cy,-1,sizeof(cy));
64     while(searchpath())
65     {
66         memset(bmask,0,sizeof(bmask));
67         for(int i=1;i<=nx;i++)
68             if(cx[i]==-1) ans+=findpath(i);
69     }
70 }
71 void init()
72 {
73     memset(bmap,0,sizeof(bmap));
74 }
75 int main()
76 {
77     //freopen("test.txt","r",stdin);
78     int m,i,j,k;
79     while(scanf("%d",&nx)!=EOF)
80     {
81         if(!nx) break;
82         scanf("%d%d",&ny,&m);
83         init();
84         while(m--)
85         {
86             scanf("%d%d%d",&i,&j,&k);
87             if(j&&k) bmap[j][k]=1;
88         }
89         maxmatch();
90         printf("%d\n",ans);
91     }
92     return 0;
93 }
View Code

 

 

最小顶覆盖还有其他做法,不过和二分图无关。一种是贪心的做法,一种是树形DP。

我只贴出贪心版的代码(其实就是深搜),其中也有最小支配集、最大独立集。

bubuko.com,布布扣
  1 /*newpos[i]表示深度优先遍历序列的第i个点是哪个点,
  2 now表示当前深度优先遍历序列已经有多少个点了。select[]用于
  3 深度优先遍历的判重,p[i]表示点i的父节点的编号。对于greedy(),
  4 s[i]为1表示第i个点被覆盖。se[i]表示点i属于要求的点集*/
  5 
  6 const int N = 1010;
  7 int p[N], newpos[N] ;
  8 bool select[N];
  9 int n ,m ,now ;
 10 //深度优先遍历,得到深度优先遍历序列
 11 void dfs(int x)
 12 {
 13     nespos[now++] = x;
 14     int k;
 15     for(k=head[x]; k!=-1; k=e[k].next)
 16     {
 17         if(!select[e[k].to])
 18         {
 19             select[e[k].to]= 1;
 20             p[e[k].to]=x;
 21             dfs(e[k].to);
 22         }
 23     }
 24 }
 25 //最小支配集
 26 int greedy1()
 27 {
 28     bool s[N]={0};
 29     bool se[N]={0};
 30     int ans=0;
 31     int i;
 32     for(i=n-1; i>=0; i--)
 33     {
 34         int t=newpos[i];
 35         if(!s[t])
 36         {
 37             if(!se[p[t]])
 38             {
 39                 se[p[t]]=1;
 40                 ans++;
 41             }
 42             s[t] = 1;
 43             s[p[t]] = 1;
 44             s[p[p[t]]] = 1;
 45         }
 46     }
 47     return ans;
 48 }
 49 //最小点覆盖
 50 int greedy2()
 51 {
 52     bool s[N]={0};
 53     bool se[N]={0};
 54     int ans=0;
 55     int i;
 56     for(i=n-1; i>=1; i--)
 57     {
 58         int t=newpos[i];
 59         if(!s[t]&&!s[p[t]])
 60         {
 61             se[p[t]]=1;
 62             ans++;
 63             s[t] = 1;
 64             s[p[t]] = 1;
 65         }
 66     }
 67     return ans;
 68 }
 69 //最大独立集
 70 int greedy3()
 71 {
 72     bool s[N]={0};
 73     bool se[N]={0};
 74     int ans=0;
 75     int i;
 76     for(i=n-1; i>=0; i--)
 77     {
 78         int t=newpos[i];
 79         if(!s[t])
 80         {
 81             se[t]=1;
 82             ans++;
 83             s[t] = 1;
 84             s[p[t]] = 1;
 85         }
 86     }
 87     return ans;
 88 }
 89 
 90 int main()
 91 {
 92     /* 读入图*/
 93     memset(select, 0, sizeof(select));
 94     now=0;
 95     select[1]=1;
 96     p[1]=1;
 97     dfs(1);
 98     printf("%d\n",greedy());
 99     return 0;
100 }
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二分图最小点覆盖

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原文地址:http://www.cnblogs.com/Potato-lover/p/3980411.html

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