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匈牙利演算法詳解

什麼是匈牙利演算法

匈牙利演算法是一種用於解決二分圖最大匹配問題的貪心演算法。它的目標是找到一個最大匹配,即找到一個二分圖的最大邊集合,使得每個頂點最多和一個邊相連。

匈牙利演算法的原理

匈牙利演算法的基本思想是通過不斷增廣路徑,來找到一個最大匹配。首先,假設二分圖中沒有邊相連。然後,從一個頂點開始,通過深度優先搜索的方式,找到能夠和它相連的未訪問過的頂點。如果找到了一個增廣路徑,就把這條路徑上的邊加入匹配中,重複這個過程,直到沒有更多的增廣路徑。最終,得到的邊集合就是一個最大匹配。

匈牙利演算法的步驟

1. 初始化一個空的匹配。

2. 對於每個頂點,找到一個未訪問過的頂點,如果能夠找到增廣路徑,就把這條路徑上的邊加入匹配中。

3. 重複步驟2,直到沒有更多的增廣路徑。

匈牙利演算法的時間複雜度

匈牙利演算法的時間複雜度為O(V*E),其中V是二分圖中左邊頂點的數量,E是二分圖的邊的數量。演算法的關鍵是通過路徑的增廣來提高匹配的數量,每次增廣的過程中,都需要遍歷二分圖的所有邊,所以演算法的時間複雜度為O(V*E)。

匈牙利演算法的應用

匈牙利演算法廣泛應用於圖論和組合優化領域。它可以用來解決二分圖最大匹配問題,也可以擴展到解決其他相關的問題,如最小頂點覆蓋問題、最大獨立集問題等。