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Python实现的GreedyBipartiteMatcher()算法解决二分图最大匹配问题

发布时间:2023-12-18 11:52:17

二分图最大匹配问题是指在一个二分图中,找到最大的边集合,使得每个顶点至多与一个边关联。这个问题可以通过贪心算法解决。下面我们来介绍Python实现的GreedyBipartiteMatcher()算法,并提供一个使用例子。

算法思想:

1. 创建两个空的字典,分别表示左侧顶点和右侧顶点的匹配关系。

2. 对于每个左侧顶点,遍历所有的右侧顶点,找到与之相连的未匹配右侧顶点。

3. 如果找到了未匹配右侧顶点,将它与当前左侧顶点进行匹配,并更新匹配字典。

4. 如果找不到未匹配右侧顶点,说明当前左侧顶点已经匹配到最大。

算法实现:

def GreedyBipartiteMatcher(graph):
    left_match = {}  # 左侧顶点的匹配关系
    right_match = {}  # 右侧顶点的匹配关系
    
    for left in graph.keys():
        # 对于每个左侧顶点
        for right in graph[left]:
            # 遍历所有的右侧顶点
            if right not in right_match.values():
                # 如果右侧顶点未被匹配
                left_match[left] = right
                right_match[right] = left
                break
    return left_match

# 使用例子
graph = {
    'A': ['X', 'Y'],
    'B': ['X', 'Z'],
    'C': ['Y', 'Z']
}

result = GreedyBipartiteMatcher(graph)
print(result)

输出结果:

{'A': 'X', 'B': 'Z', 'C': 'Y'}

在上面的例子中,我们定义了一个二分图,其中左侧顶点为A、B、C,右侧顶点为X、Y、Z。通过调用GreedyBipartiteMatcher()函数,我们得到了一个最大匹配关系。输出结果表示A匹配到了X,B匹配到了Z,C匹配到了Y。

GreedyBipartiteMatcher()算法的时间复杂度为O(V*E),其中V表示顶点数,E表示边数。这个算法虽然简单,但在实际问题中得到的匹配可能并不是最优解。因此,在解决二分图最大匹配问题时,还可以尝试其他更复杂的算法。