图论 - 二分图

Qiansui / 2023-07-31 / 原文

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  • 二分图
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  • 二分图最大匹配
    • 图匹配
    • 增广路
    • 二分图最大匹配
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二分图

二分图 : 如果无向图 \(G = (V,E)\) 的所有点可以分为两个集合 \(V_1、 V_2\),所有的边都在 \(V_1\)\(V_2\) 之间,而\(V_1\)\(V_2\) 的内部没有边,称 G 是一个二分图

性质:一个图是二分图当且仅当它没有边为奇数的环 - “奇环”。

可以利用染色法来判断一个图是不是二分图

相关资料

oi wiki - 二分图
dx123 - 二分图判定 染色法

二分图最大匹配

图匹配

在图论中,假设图 \(G = (V,E)\),其中 V 是点集,E 是边集。
一组两两没有公共点的边集 \((M(M\in E))\) 称为这张图的 匹配
定义匹配的大小为其中边的数量 |M|,其中边数最大的 M 为 最大匹配
当图中的边带权的时候,边权和最大的为 最大权匹配
匹配中的边称为 匹配边,反之称为 未匹配边。
一个点如果属于 M 且为至多一条边的端点,称为 匹配点,反之称为 未匹配点

  • maximal matching:无法再增加匹配边的匹配。不见得是最大匹配。
  • 最大匹配(maximum matching):匹配数最多的匹配。
  • 完美匹配(perfect matching):所有点都属于匹配,同时也符合最大匹配。

增广路

  • 交错路(alternating path)始于非匹配点且由匹配边与非匹配边交错而成。
  • 增广路(augmenting path)是始于非匹配点且终于非匹配点的交错路。
    增广路上非匹配边比匹配边数量多一,如果将匹配边改为未匹配边,反之亦然,则匹配大小会增加一且依然是交错路。

二分图最大匹配

一张二分图上的匹配称作二分匹配
设 G 为二分图,若在 G 的子图 M 中,任意两条边都没有公共节点,那么称 M 为二分图 G 的一个匹配,且 M 的边数为匹配数。
寻找二分图边数最大的匹配称为最大匹配问题。

相关资料

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增广路
二分图最大匹配

例题