完美匹配例子

一块多米诺骨牌可以覆盖棋盘的两个方格。请用31块多米诺骨牌盖满一个除去左上和右下方格(在同一对角线上)的棋盘。(一个棋盘由8×8 = 64个方格组成)


n=8;
from=zeros(4*n*n,1,'int32');
to=from;
ind=0;
node=zeros(n,n);
node(:)=0:n*n-1;
for i=1:n
    for j=1:n
        if i==1
            if j==1
            elseif j==n
                from(ind+1:ind+2)=node(i,j);
                to(ind+1)=node(i,j-1);
                to(ind+2)=node(i+1,j);
                ind=ind+2;
            else
                from(ind+1:ind+3)=node(i,j);
                to(ind+1)=node(i,j-1);
                to(ind+2)=node(i+1,j);
                to(ind+3)=node(i,j+1);
                ind=ind+3;
            end
        elseif i==n
            if j==1
                from(ind+1:ind+2)=node(i,j);
                to(ind+1)=node(i-1,j);
                to(ind+2)=node(i,j+1);
                ind=ind+2;
            elseif j==n
            else
                from(ind+1:ind+3)=node(i,j);
                to(ind+1)=node(i,j-1);
                to(ind+2)=node(i-1,j);
                to(ind+3)=node(i,j+1);
                ind=ind+3;
            end
        else
            if j==1
                from(ind+1:ind+3)=node(i,j);
                to(ind+1)=node(i-1,j);
                to(ind+2)=node(i+1,j);
                to(ind+3)=node(i,j+1);
                ind=ind+3;
            elseif j==n
                from(ind+1:ind+3)=node(i,j);
                to(ind+1)=node(i-1,j);
                to(ind+2)=node(i+1,j);
                to(ind+3)=node(i,j-1);
                ind=ind+3;
            else
                from(ind+1:ind+4)=node(i,j);
                to(ind+1)=node(i-1,j);
                to(ind+2)=node(i+1,j);
                to(ind+3)=node(i,j-1);
                to(ind+4)=node(i,j+1);
                ind=ind+4;
            end
        end
    end
end
L=from==0 | from==n*n-1 | to==0 | to==n*n-1;
from(L)=[];
to(L)=[];
inds=find(from>to);
tmp=from(inds);
from(inds)=to(inds);
to(inds)=tmp;
from=double(from);
to=double(to);
A=sparse([from;to],[to;from],1);
[m,c]=matching(A);
if sum(m>0)/2==31
    disp('存在用31块多米诺骨牌盖满该网格的方案')
else
    disp('不存在用31块多米诺骨牌盖满该网格的方案')
end

### 匈牙利算法实现完美匹配 在二分图中,当存在一种方式能够使每一个节点都恰好属于一个边时,则该匹配被称为完美匹配。匈牙利算法可以通过不断寻找增广路径来增加当前匹配的数量直到无法再找到新的增广路径为止,在某些情况下这会形成一个完美匹配。 下面是一个简单的Python代码示例,展示了如何利用`scipy.optimize.linear_sum_assignment`函数——这是基于匈牙利算法的一个高效实现——去求解一个成本矩阵并尝试获得完美匹配: ```python from scipy.optimize import linear_sum_assignment import numpy as np cost_matrix = np.array([[4, 1, 3], [2, 0, 5], [3, 2, 2]]) # 创建一个3x3的成本矩阵作为例子 row_ind, col_ind = linear_sum_assignment(cost_matrix) print("Row indices:", row_ind) print("Column indices:", col_ind) for r, c in zip(row_ind, col_ind): print(f"Matched pair (row {r}, column {c}) with cost {cost_matrix[r][c]}") ``` 此段程序首先定义了一个3×3大小的成本矩阵,接着调用了`linear_sum_assignment()`方法得到最优指派方案所对应的行索引和列索引数组,并打印出了每一对被成功配对的行列及其关联代价[^1]。 需要注意的是,上述代码仅适用于方阵形式的成本矩阵;对于非方形的情况,可能需要额外处理才能确保结果为完美匹配。如果希望强制生成完美匹配而不论输入规模是否允许这样做的话,那么还需要考虑其他策略或调整问题设定以适应实际情况的需求[^2]。
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