poj 2226 Muddy Fields 二分图最小点覆盖

本文介绍了一种利用匈牙利算法解决最小点覆盖问题的方法,通过将地图上的草地视为图中的边,草地之间的木板被视为点,进而求解最小点覆盖问题。文章详细解释了如何构建图模型,并提供了完整的C++实现代码。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

题意:  。。。

类似于poj3041  Asteroids ,不同的这里有的坑的阻碍,木板不能跨过

思路:主要是建图的思想,把每行中相连的草地看成一个点,

例如  。***。*。。* 这么一行 我们可以看做三个点  即  。1。2 。。3

每一列也是如此,

这样每一个点都代表一个木板,行和列分别构成两个集合, 然后类似于poj3041 中思路,将每一块草地看做一条边,连接两个点(木板),求出最小点覆盖

最小点覆盖 :假如选了一个点就相当于覆盖了以它为端点的所有边,你需要选择最少的点来覆盖所有的边(选取最少的点,使任意一条边至少有一个端点被选择)。

最小点覆盖=最大匹配数    匈牙利算法套模板求解即可

 

#include <iostream>
#include <cstring>
#include <cstdio>
using namespace std;
int m,n;
char map[100][100];
int gx[1000][1000],gy[1000][1000]; 
const int MAXN=1000;
int uN,vN;//u,v数目
int g[MAXN][MAXN];
int linker[MAXN];
bool used[MAXN];
bool dfs(int u)//从左边开始找增广路径
{
    int v;
    for(v=1;v<=vN;v++)//这个顶点编号从0开始,若要从1开始需要修改
      if(g[u][v]&&!used[v])
      {
          used[v]=true;
          if(linker[v]==-1||dfs(linker[v]))
          {//找增广路,反向
              linker[v]=u;
              return true;
          }
      }
    return false;//这个不要忘了,经常忘记这句
}
int hungary()
{
    int res=0;
    int u;
    memset(linker,-1,sizeof(linker));
    for(u=1;u<=uN;u++)
    {
        memset(used,0,sizeof(used));
        if(dfs(u)) res++;
    }
    return res;
}

int main()
{
	//freopen("in.txt","r",stdin);
	while(scanf("%d%d",&m,&n)!=EOF)
	{
		for(int i=0;i<m;i++)
		{
			scanf("%s",map[i]);
		}
		memset(g,0,sizeof(g));
		memset(gx,0,sizeof(gx));
		memset(gy,0,sizeof(gy));
		vN=uN=0;
		int flag;
		for(int i=0;i<m;i++)
		{
			for(int j=0;j<n;j++)
			{
				flag=0;
				while(j<n&&map[i][j]=='*')
				{
					if(!flag)
						uN++;
					gx[i][j]=uN;
					j++;
					flag=1;
				}
					
			}
		}

		for(int i=0;i<n;i++)
		{
			for(int j=0;j<m;j++)
			{
				flag=0;
				while(j<m&&map[j][i]=='*')
				{
					if(!flag)
						vN++;
					gy[j][i]=vN;
					j++;
					flag=1;
				}				
			}
		}
		for(int i=0;i<m;i++)
		{
			for(int j=0;j<n;j++)
			{
				if(map[i][j]=='*')
					g[gx[i][j]][gy[i][j]]=1;
			}
		}
		int ans=hungary();
		printf("%d\n",ans);

	}

}


### 关于二分图最小覆盖的算法实现 #### 1. 最小覆盖的概念 最小覆盖是指在一个二分图中选取尽可能少的节,使得这些节能够覆盖所有的边。换句话说,对于每一条边 (u, v),至少有一个端 u 或 v 被选入覆盖集中。 根据 König 定理,在任意无向二分图中,最小覆盖的数量等于该图的最大匹配数量[^1]。 --- #### 2. 算法原理 为了求解二分图最小覆盖,通常采用 **匈牙利算法** 来计算最大匹配数。具体过程如下: - 构建一个二分图 G(X,Y,E),其中 X 和 Y 是两个互不相交的节集合,E 表示连接它们的边。 - 使用匈牙利算法找到二分图的最大匹配 M。 - 基于最大匹配的结果,通过以下方式构造最小覆盖: - 将左侧未被匹配的节加入到覆盖集中; - 对右侧已被匹配的节也加入到覆盖集中。 最终得到的覆盖集大小即为最小覆盖的数量[^2]。 --- #### 3. 实现代码 以下是基于 Python 的实现代码,利用匈牙利算法完成二分图最小覆盖的计算: ```python from collections import defaultdict def hungarian_algorithm(graph, n, m): """ 匈牙利算法用于寻找二分图的最大匹配 :param graph: 邻接表表示的二分图 {X -> [Y]} :param n: 左侧节数目 :param m: 右侧节数目 :return: 最大匹配结果 """ match_y = [-1] * m # 记录右侧节对应的匹配关系 visited = None # 当前轮次访问标记 def dfs(u): for v in graph[u]: if not visited[v]: visited[v] = True if match_y[v] == -1 or dfs(match_y[v]): match_y[v] = u return True return False matching_count = 0 for i in range(n): visited = [False] * m if dfs(i): matching_count += 1 return matching_count, match_y def min_vertex_cover(graph, n, m): """ 求解二分图最小覆盖 :param graph: 邻接表表示的二分图 {X -> [Y]} :param n: 左侧节数目 :param m: 右侧节数目 :return: 最小覆盖集合 """ max_matching, match_y = hungarian_algorithm(graph, n, m) cover_x = set() # 左侧需要覆盖的节 cover_y = set() # 右侧需要覆盖的节 unmatched_in_x = set(range(n)) # 初始认为所有左侧节都未匹配 matched_in_y = set() for y in range(m): # 找出右侧已匹配的节 if match_y[y] != -1: unmatched_in_x.discard(match_y[y]) # 如果某个左侧节参与了匹配,则移除 matched_in_y.add(y) cover_x.update(unmatched_in_x) # 添加左侧未匹配的节 cover_y.update(set(range(m)) - matched_in_y) # 添加右侧未匹配的节 return list(cover_x), list(cover_y) # 测试用例 if __name__ == "__main__": # 输入邻接表形式的二分图 graph = { 0: [0, 1], 1: [0, 2], 2: [1, 3] } n = 3 # 左侧节数 m = 4 # 右侧节数 result_x, result_y = min_vertex_cover(graph, n, m) print(f"左侧需覆盖的节: {result_x}") print(f"右侧需覆盖的节: {result_y}") ``` 上述代码实现了二分图最小覆盖功能,核心部分依赖匈牙利算法来获取最大匹配,并据此推导出覆盖所需的节集合[^3]。 --- #### 4. 应用实例 考虑 POJ 3041 Asteroids 这道题目,其本质是一个二分图最小覆盖问题。给定一组障碍物坐标,将其转化为二分图模型后,可以通过以上方法高效解决。最终输出的是满足条件的最小射击次数[^4]。 ---
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值