Gale-Shapley 稳定匹配算法的C++实现

背景简述

Gale-Shapley 算法是针对稳定匹配问题提出的一种经典算法。
背景资料：考虑n对男女的配对，其中每个男生有一个心仪女生排序，而每个女生也有一个心仪男生排序。每个男生、女生都想匹配到自己最心仪的异性，但现实情况中上总会有一个男生（或女生）至少是两个女生的共同的最心仪对象。那么就需要找到一种折中的匹配方式，使得配对后的每对伴侣都不会再因追求更好伴侣，而产生配对破裂，即一种稳定的匹配。

稳定匹配的内涵

即每对配对成功的情侣，总是存在这种情况：
以情侣中的男性 X 举例，假如他的配偶不是他最心仪的异性 A，A 的当前配偶是Y，Y 在 A 心目中排序要比 X 高。那么 A 就不会舍弃当前配偶 Y，而去与 X 进行配对。假设 X 的当前配偶为 B ， 同样的，所有在 X 的心目中比 B排名靠前的异性，都是这种情况，那么 B就是 X所能配到的稳定配偶；类似的，B 的稳定配偶也是 X。 则这一对配对就是稳定的。

Gale-Shapley 算法的伪码表示

Initialize each person to be free.

while (some man is free and hasn’t proposed to every woman)
{
Choose such a man m
w = 1st woman on m’s list to whom m has not yet proposed
if (w is free)
assign m and w to be engaged
else if (w prefers m to her fiancé m’)
assign m and w to be engaged, and m’ to be free
else
w rejects m
}

Gale-Shapley 算法的C++实现

实现思路

设置一个男生求婚函数，每次求婚时调用此函数，对其心仪女生进行降序求婚，直至该男生求婚成功；
设置一个女生判断函数，判断此次是否接受该男生的求婚，值得注意一点是，当女生抛弃当前对象而接受目前求婚对象时，函数应将该被抛弃的男生号码以某种形式传出；

设定一个男生待匹配队列 unpaired_man[n];
最开始将所有男生都装入此队列；
每次将队列头部的男生取出，调用求婚函数进行求婚，而被求婚女生则调用判断函数，当发生女生需要抛弃当前对象时，函数应接受到被抛弃男生的号码，将其配偶情况及配对情况进行重置，并压入队列尾部。
循环操作，直至男生待匹配队列为空，则匹配完成。

代码段

#include "stdafx.h"
#include <queue>
#include <iostream>
#include <Windows.h>
using namespace std;

class man
{
   
   
	int m[5];
	int m_ID;
	bool is_married ;
	int proposal_count;
	int married_ID ;
	
	friend class woman;
	friend void GS_Matching(man* _M, woman *_WM);//进行GS算法配对
	friend void func(man *_m); //输出每个男生的配对信息

public:
	void propose(woman &_wm, man *_M);  //男生的求婚函数，每次对一个女生求婚
	man(int *_m, int _m_ID)  // 构造函数对男生进行初始化
	{
   
   
		for(int i=0; i<5; i++)
		{
   
    m[i]=*_m; _m++;}
		m_ID = _m_ID;
		is_married = 0;
		proposal_count = 0;
		married_ID = 0;
	}
	man(){
   
   }
	void printInfo(man _M)//输出每个男生的心仪女生信息
	{
   
   
	cout<<"这是第"<<_M.m_ID<<"个男生"<<endl;
	cout<<"他的排序是"<<_M.m[0]<<" "<<_M.m[1]<<" "<<_M.m[2]<<" "<<_M.m[3]<<" "<<_M.m[4]<<" "<<endl;
	}
};

class woman
{
   
   
	int wm[5];
	int w_ID;
	bool is_married;
	int current_manID;
	int unlucky_m; 

	friend class man;
	friend void GS_Matching(man* _M, woman *_WM);//进行GS算法配对
	friend void func(woman *_wm);  //输出女生的配对信息

public:
	woman(int *_wm, int _wm_ID)
	{
   
   
		for