二分圖匹配基本概念

二分圖:整個圖能被劃分爲兩個點集(X,Y)且在同一點集內的所有點互不相交的圖就是二分圖。
匹配:在二分子圖的邊集M中如果M中的每條邊的兩個端點只有該條邊與這兩個端點相連,則M稱爲一個匹配。
匹配邊:我們把兩個相匹配的點之間的連線稱爲匹配邊。
最大匹配:圖中包含邊數最多的匹配稱爲圖的最大匹配。
完備匹配:如果有一邊的點全都是匹配點,則稱這個匹配爲完備匹配。
完美匹配:如果所有點都在匹配邊上,稱這個最大匹配是完美匹配。
最小覆蓋: 用最少的點(X集合或Y集合的都行)讓每條邊都至少和其中一個點關聯。(也就是說每個邊至少有一個端點是匹配點)
路徑:就是連着的幾條邊(1—->2—->3就是一條路徑)
最小路徑覆蓋問題:在有向無環圖中,用最少的路徑條數(不相交的路徑,即不僅不能有重合的邊,連重合的點都沒有)覆蓋掉所有頂點。
最大獨立集問題: 在N個點的圖G中選出m個點,使這m個點兩兩之間沒有邊.求m最大值.(如果圖G滿足二分圖條件)可以用二分圖匹配來做.
關於二分圖帶權匹配&最大匹配&完備匹配&完美匹配的區分:
帶權匹配:使得該二分圖的權值和最大(或最小)的匹配。
最大匹配:使得該二分圖邊數最多的匹配。
完備匹配:使得點數較小的點集中每個點都被匹配的匹配。
完美匹配:所有點都被匹配的匹配。
可知:完美匹配一定是最大匹配和完備匹配。

定理1:最大匹配數 = 最小點覆蓋數(這是 Konig 定理)
定理2:最大匹配數 = 最大獨立數
定理3:最小路徑覆蓋數 = 頂點數 - 最大匹配數

無權匹配:匈牙利算法
帶權匹配:km算法
【求二分圖的最小匹配】
只需把權值取反,變爲負的,再用KM算出最大權匹配,取反則爲其最小權匹配。

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