開發(fā)解決方案 ● 如何尋找男女之間最大的匹配數(shù)(匈牙利算法)?

問題來源:

我司對(duì)外推出的是一個(gè)社交產(chǎn)品,其中有一個(gè)模塊,是男女之間進(jìn)行匹配的港柜。假設(shè)一群男和一群女中螃诅,N對(duì)N產(chǎn)生好感,但是最終只能是1男配1女劫灶,如何尋找最大結(jié)果集?

問題描述:

該問題可以采用匈牙利算法, 該算法是由匈牙利數(shù)學(xué)家Edmonds于1965年提出,因而得名和泌。匈牙利算法是基于Hall定理中充分性證明的思想,它是部圖匹配最常見的算法祠肥,該算法的核心就是尋找增廣路徑武氓,它是一種用增廣路徑求二分圖最大匹配的算法。

解決方案:

關(guān)于匈牙利算法,網(wǎng)上有很多县恕,但是都是C++的东羹,少量用JAVA,但是經(jīng)過作者核實(shí)忠烛,網(wǎng)上的匈牙利JAVA算法都有誤属提。

下圖的匈牙利卡通解釋圖來自網(wǎng)絡(luò),JAVA算法來自本文作者改造

算法流程 (該流程來自網(wǎng)絡(luò))

通過數(shù)代人的努力美尸,你終于趕上了剩男剩女的大潮冤议,假設(shè)你是一位光榮的新世紀(jì)媒人,在你的手上有N個(gè)剩男师坎,M個(gè)剩女恕酸,每個(gè)人都可能對(duì)多名異性有好感(驚訝-_-||暫時(shí)不考慮特殊的性取向),如果一對(duì)男女互有好感胯陋,那么你就可以把這一對(duì)撮合在一起蕊温,現(xiàn)在讓我們無視掉所有的單相思(好憂傷的感覺快哭了),你擁有的大概就是下面這樣一張關(guān)系圖遏乔,每一條連線都表示互有好感义矛。


image.png

本著救人一命,勝造七級(jí)浮屠的原則按灶,你想要盡可能地撮合更多的情侶症革,匈牙利算法的工作模式會(huì)教你這樣做:
一: 先試著給1號(hào)男生找妹子,發(fā)現(xiàn)第一個(gè)和他相連的1號(hào)女生還名花無主鸯旁,got it噪矛,連上一條藍(lán)線


image.png

二:接著給2號(hào)男生找妹子,發(fā)現(xiàn)第一個(gè)和他相連的2號(hào)女生名花無主铺罢,got it


image.png

三:接下來是3號(hào)男生艇挨,很遺憾1號(hào)女生已經(jīng)有主了,怎么辦呢韭赘?
我們?cè)囍o之前1號(hào)女生匹配的男生(也就是1號(hào)男生)另外分配一個(gè)妹子缩滨。
(黃色表示這條邊被臨時(shí)拆掉)


image.png

與1號(hào)男生相連的第二個(gè)女生是2號(hào)女生,但是2號(hào)女生也有主了泉瞻,怎么辦呢脉漏?我們?cè)僭囍o2號(hào)女生的原配(發(fā)火發(fā)火)重新找個(gè)妹子(注意這個(gè)步驟和上面是一樣的,這是一個(gè)遞歸的過程)

image.png

此時(shí)發(fā)現(xiàn)2號(hào)男生還能找到3號(hào)女生袖牙,那么之前的問題迎刃而解了侧巨,回溯回去
2號(hào)男生可以找3號(hào)妹子~~~ 1號(hào)男生可以找2號(hào)妹子了~~~ 3號(hào)男生可以找1號(hào)妹子


image.png

所以第三步最后的結(jié)果就是:


image.png

四: 接下來是4號(hào)男生,很遺憾鞭达,按照第三步的節(jié)奏我們沒法給4號(hào)男生騰出來一個(gè)妹子司忱,我們實(shí)在是無能為力了……香吉士同學(xué)走好皇忿。

算法

public class HungaryAlgorithm {


    public static void main(String[] args) {
        
        // boyNumber為男生數(shù)量 
        int boyNumber = 4;
        
        //girlNumber為女生數(shù)量
        int girlNumber = 4;
        
        //男生和女生互相匹配的線路圖,true為互相匹配
        boolean[][] boyMatchGirlLine = new boolean[boyNumber][girlNumber];
        boyMatchGirlLine[0][0] = true;
        boyMatchGirlLine[0][1] = true;
        boyMatchGirlLine[1][1] = true;
        boyMatchGirlLine[1][2] = true;
        boyMatchGirlLine[2][0] = true;
        boyMatchGirlLine[2][1] = true;
        boyMatchGirlLine[3][2] = true;
        
        
        
        int[] girlMatchBoy = new HungaryAlgorithm().begin(boyMatchGirlLine);
        for (int m = 0;m < girlNumber; m++) {
            System.out.println(m+"女生配對(duì)男生: "+girlMatchBoy[m] );
        }
        
    }
    
    
    public int[] begin(boolean[][] boyMatchGirlLine) {
        
        // 最大適配數(shù)
        int sum = 0;
        
        // boyNumber為男生數(shù)量 
        int boyNumber = boyMatchGirlLine.length;
        //girlNumber為女生數(shù)量
        int girlNumber = boyMatchGirlLine[0].length;
        
        //最終女生匹配男生的結(jié)果,girl[boyNumber]中的值為女生當(dāng)前的對(duì)象索引 -1為無對(duì)象
        int[] girlMatchBoy=new int[boyNumber];
        Arrays.fill(girlMatchBoy, -1);
        
        //代表臨時(shí)性的女生是否暫時(shí)有匹配男生
        boolean[] used=new boolean[boyNumber];
        
        //開始匹配
        for (int boyIndex = 0; boyIndex < boyNumber; boyIndex++) {
            Arrays.fill(used, false);
            if(match(boyIndex,girlNumber,boyMatchGirlLine,used,girlMatchBoy)) {
                sum += 1;
            }
        }
        System.out.println("最大匹配數(shù)"+sum);
        return girlMatchBoy;
    }
    
    
    //匹配
    public  boolean match(int boyIndex,int girlNumber,boolean[][] boyMatchGirlLine,boolean[] used,int[]girlMatchBoy) {
        for(int girlIndex=0;girlIndex<girlNumber;girlIndex++)
        {
            if(boyMatchGirlLine[boyIndex][girlIndex]&&used[girlIndex]==false)
            {
                used[girlIndex]=true;
                if(girlMatchBoy[girlIndex]==-1||match(girlMatchBoy[girlIndex],girlNumber,boyMatchGirlLine,used,girlMatchBoy))
                {
                    girlMatchBoy[girlIndex]=boyIndex;
                    return true;
                }
            }
        }
        return false;
    }
    
}
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請(qǐng)聯(lián)系作者
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