数学建模社区-数学中国

标题: 数学建模--图与网络(2) [打印本页]

作者: 杨利霞    时间: 2018-10-30 11:25
标题: 数学建模--图与网络(2)

最大流:

注意Matlab 中的最大流问题是必须是单源和单汇问题,因此这里需要构建虚拟的源点S和汇点G8 f  d" R) C! v: I) _
clc,clear1 Z1 Q2 R. i, r" x2 Z' s, @; m
a = zeros(9,9);
& }' Z, p* d: {8 f. Wa(1,[2:4]) = [20,20,100];
3 U9 t. Q- f1 j! Ka(2,[5 6 8]) = [30,10,40];4 d$ w8 U% J* ~; {( C' m
a(3,[7 8]) = [10,50];; o5 O* g* _+ u  ~
a(4,[5:8]) = [20,10,40,5];
  k% K/ `" w6 ?  wa([5:8],9) = [20,20,60,20];
* E, G$ G5 U2 x! }% z0 j0 Xa = sparse(a);
% S3 _- w% _/ j7 m3 g* a[b,c] = graphmaxflow(a,1,9)
: `( H' V4 w: \0 F. I$ j  X

最大流拓展:最小费用最大流

仅仅是在求得最大流之后进行对最小费用的求解:

. |: u0 O  P; I# m, H: B
clc,cleara = zeros(5);a(1,[2 3]) = [10 8;a(2,[4,5]) = [2 7;a(3,[2 4]) = [5 10;a(4,5) = 4;a = sparse(a);[b c] = graphmaxflow(a,1,5)
  \7 ]0 z' }; N+ }

最大流量为11

自定义Matlab代码:


. i0 c. x( \! ~7 j9 O+ {/ q
7 L# Q, I; J2 w最小费用求解
; V1 o( ~0 Q/ j$ X7 \: y' M1 r/ R1 r  `4 [. `% k' m2 I
Lingo:
3 c3 x) j- C$ V4 \9 C; [- d$ ~& H' b% S4 I
model:
- w+ B  F- d( v: m6 d) msets:
4 n* P4 M2 k6 C0 z2 xnodes/s,1,2,3,t/:d;4 O7 c% Q) J: _: e% M# K6 t# ?
arcs(nodes,nodes)/s 1,s 2,1 3,1 t,2 1,2 3,3 t/:b,c,f;
; G( J/ x3 j3 M; c4 vendsets/ m) x% G8 H% I7 y) i
data:9 Q( E9 g0 U- S
b = 4 1 6 1 2 3 2;
6 L( M( ?( i8 Y% N8 w/ Dc = 10 8 2 7 5 10 4;
! u8 l5 {2 ?4 Q6 {# Rd = 11 0 0 0 -11;7 z9 c6 E2 z( M9 ^0 ]
enddata
% i% v" f' E4 J$ F3 ^3 }n = @size(nodes);, j! o' t; }/ h; G" @. c5 R% y
min = @sum(arcs:b*f);
% ?: N5 H' f1 i* [4 p% H, c@for(nodes(i)sum(arcs(i,j):f(i,j))-@sum(arcs(j,i):f(j,i)) = d(i));
" Q* V4 |2 |& B! f* l% c" `4 r@for(arcsbnd(0,f,c));
" p6 \5 Z; X2 ^5 rend
. j0 y) Z0 N7 j( s4 M/ c1
7 W; ^2 K. ^! l4 H+ q2
; G' Z- J' [( z! i) n! r' {35 S8 [; c  e% e- _9 e2 P% c
4
7 H* J+ z: h2 @$ e9 _. Z8 Q5
, ]5 _$ G! p& H6 g8 g' k/ L6
, C* L( D" r4 z% i6 K$ M' G4 h" O/ r7; Y% P+ @2 d  k; P
82 \/ D/ j& i3 {
9
' Z0 \) Z! D: O: b( v- X8 G10- u4 _: M( }& a& ?1 s
11* L9 ^3 Q9 A" M
12
5 K4 p5 ?: F% N8 I/ q/ U9 W4 Y13
) W1 K: E1 O/ p" k! e14. X0 B% c+ K/ S4 O) ?
15
% A! s/ k3 [1 B8 A' T. V& d1 oMatlab实现:
5 o' y. W- m. A9 x0 y- \: E9 f3 }. x! r9 }5 b. S& u
$ r. G& l6 b8 G3 s8 @% ?
n = 5;
" [9 l4 s/ E% a3 ?1 Y0 e4 r9 ]%弧容量
% |% [, ?  N/ Z5 @1 l2 p7 Da = zeros(5);5 l3 w8 I+ f( r) z& a2 J4 A/ K* E
a(1,[2 3]) = [10 8];: U) r, f$ ~+ c
a(2,[4,5]) = [2 7];
/ `4 ^# G- S0 e# {# t. La(3,[2 4]) = [5 10];# ]! ~8 B- w: N+ z
a(4,5) = 4;
5 C  m) @! S+ P- T3 M- ~  \5 a" pC = a;* o7 ]; v. k3 P) z
%C = [0 15 16 0 0;0 0 0 13 14;0 11 0 17 0;0 0 0 0 8;0 0 0 0 0];2 z+ X* P" U" h% R$ l7 e- B
%弧上单元的费用
; p8 E: U, N" c! R) n: Ca(1,[2 3]) = [4 1];
% a3 C9 w6 m! V3 z! n' G5 [( N% h& ha(2,[4,5]) = [6 1];
. V; K0 B9 B) X8 Q7 }a(3,[2 4]) = [2 3];2 ], d# ]( k9 }' z" O& j
a(4,5) = 2;% o" Z2 C+ u9 v0 P4 i, D
b = a;$ N! L# R0 \( T
%b = [0 4 1 0 0;0 0 0 6 1;0 2 0 3 0;0 0 0 0 2;0 0 0 0 0];
& W6 `  C0 v( Y# q: Q0 N# i' ~- \%wf表示最大流量。wf0表示预定的流量值
8 i5 c) y# i9 c' D4 rwf = 0;& x2 j" i: F1 G* z
wf0 = Inf;: H1 b+ Y6 [$ r, a2 {; ~' R/ @
%取初始可行流f为零流9 T) {* D: I; m; W; Y
for i = 1:n7 z$ L, ^3 B% Y% O  J0 C9 A' L
    for j = 1:n
' K3 B$ i5 y! s+ d& z$ i. F6 N( i        f(i,j) = 0;
, L. c6 `  L6 b6 ]6 l    end$ {1 s( `. T  W# u& B9 D* _
end5 V; }, o! O; Z0 `3 r
while (1)4 R2 ]7 Z2 L2 _& C- @4 [7 {- k% u! q3 T2 s
    %构造有向赋权图6 U: O$ W: w2 ?
    for i = 1:n
7 i( q7 W: d% v4 e" m        for j = 1:n
2 T9 t. K' {& `! ~% m% E3 u' D            if j~=i" y! X; D3 V% o3 A
                a(i,j) = Inf;
# k- ^) \3 B, b" d            end1 _! j& b6 l6 w
        end/ L2 h0 k+ b* P5 i5 `9 P2 B
    end% `( O" Q6 `2 {$ d& a: y! B' p4 i
    for i = 1:n. `, t0 c+ i6 Q/ |( j4 X. f, R; G$ v
        for j = 1:n
( D* d; J& p) q            if C(i,j) > 0 && f(i,j) == 0
6 u3 e+ {: ~& N0 \; I9 x+ v                a(i,j) = b(i,j);
3 T: T: h7 J  O7 l            elseif C(i,j) > 0 && f(i,j) == C(i,j)) |6 |2 j) @! ]2 \7 `( @& P
                a(j,i) = -b(i,j);9 J- ^2 X1 Y$ m, I* T9 U
            elseif C(i,j) > 0" v8 A6 B) n  S: d
                a(i,j) = b(i,j);
. @$ k) [3 ]4 ]! Z                a(j,i) = -b(i,j);8 `( v6 x; @- ?6 ]! c
            end
1 b/ u: p7 R; f7 G# A! P        end
# H4 J2 P5 U/ c    end& z# Z. a! X0 j
    %使用ford算法求最短路,赋初值7 u0 U) `6 o3 P1 J9 u
    for i = 2:n* v5 Y- a1 d7 T. C
        p(i) = Inf;) R* j& w  k/ g/ m3 i( q9 ?! i
        s(i) = i;- T; g* e1 i- P9 |
    end) g  w- i+ j8 D; W# P# a
    %求有向赋权图vs到vt的最短路,赋初值0 N$ ^; E) m9 N% O
    for k = 1:n
. [) R8 X6 L7 f) E9 @& {        pd = 1;
* W& C7 x0 y" S+ e, y4 ~        for i = 2:n
9 x, c2 f) W0 I6 a* |; g            for j = 1:n
7 q! o0 i, I' Z* U; X                if p(i) > p(j) + a(j,i)
* J' ~, v. R! s$ [, |/ G  X                    p(i) = p(j) + a(j,i);2 |) r7 m! W( i, F& H" Y  `
                    s(i) = j;
8 v) f4 E6 C0 s6 s$ ]( X  P' n6 r5 N1 @                    pd = 0;
0 B+ D4 {  o2 G: A. P9 S                end9 ~* _' _8 @$ R
            end9 @% J% N& Q( E6 b# }. k0 B
        end
9 L" z$ k, F' @8 I        %求最短路的Ford算法结束  J5 f3 l9 `5 K6 D
        if pd$ n$ t9 p# n' h8 t, w5 H9 h) c/ W' l
            break;; k: c2 C* S) Q( m" `
        end8 v1 P& P" U# w! D2 r1 H
    end2 v' x% r8 p) Z  u' F
    %不存在vs到vt的最短路,算法终止,注意在求最小费用最大流时构造有向赋权图中不会含有负权回路,不会出现k = n
# {/ `4 i  i& P. e/ g5 d    if p(n) == Inf, }, ?/ m3 P. i2 E
        break;
$ n- y& u$ S- O. f    end6 w) _  v) A) ~+ w/ A+ X+ {
    %进入调整过程,dvt表示调整量  Y, M  J  b- v4 n. i
    dvt = Inf;& ~6 W1 k* n1 e1 i0 [( j
    dvtt = Inf;+ @/ f! i2 `! r2 O
    t = n;& e1 y8 T1 u3 i' J
    while(1)
: [8 }2 t* t; W2 D        if a(s(t),t) > 0" e: p+ W+ O: E5 j! I5 {( T. t. K
            %前向弧调整量# p; G; A- q1 }( I5 R2 \
            dvtt = C(s(t),t)-f(s(t),t);
8 ^: N- k$ W2 t% b* m7 K- S9 `/ g            %后向弧调整量6 j) `' `+ O" w( R% `- Y; _
        elseif a(s(t),t) < 0
" j. Z0 `* z7 ?            dvtt = f(t,s(t));
. U+ L. S2 M- t5 F( z, Z        end" T; s& C1 f/ O+ h% I5 M% v
        if dvt > dvtt. a% J1 L1 C2 Y1 T4 T8 O, g; W
            dvt = dvtt;
5 ~8 p7 Y* U7 T* C1 G" X        end* V' }- P  t, j' b5 G, P  t
        %当t的标号为vs时,终止计算调整量
+ d% W8 J$ g, ]5 W6 N$ }  O        if s(t) == 1/ I3 G+ A" z- s# O( Z& I$ H
            break;6 Z) A+ ^- g  z  [3 t
        end; d  k: h( S' s, R$ J
        %继续调整前一段弧上的流f! `0 l& I) [+ `- e: w& A% P2 q
        t = s(t);
7 q1 t/ h0 N6 C    end/ j# o! [' Q# R  o
    pd = 0;
0 Z7 s6 [: m7 I  c' A) h    %如果最大流量大于或等于预定的流量值1 Z! h0 {3 |2 O; v9 z
    if wf + dvt >= wf0
- |3 R5 f! {& i) V* b% |, F        dvt = wf0 - wf;, ^* e! q/ V* r% }% z: O
        pd = 1;$ B* `1 h" S3 M7 U2 v3 r* ^3 w
    end
3 T5 A9 v+ Z; C5 Y8 V' |    t = n;: H5 O: D& ^5 b+ b, M
    %调整过程
1 S! ~0 R0 M7 c: q) P6 d    while(1)+ J# Y) z" N% y7 a. g$ }5 {1 L; c
    if a(s(t),t) > 0
+ i( ~2 i, ]' W5 O: N8 e4 e7 P- \        %前向弧调整2 z* J" C# n4 @0 x7 X0 Q
        f(s(t),t) = f(s(t),t) + dvt;   
9 @+ r( O+ E0 ~; Z( d    elseif a(s(t),t) < 0+ Y' c3 f7 U$ l4 ~* Z1 ?
        %后向弧调整9 l8 {# |% B  ^
        f(t,s(t)) = f(t,s(t)) - dvt;- ^& g/ u8 ~  I
    end 0 _: _7 H7 P0 O3 ~
    %当t的标号为vs时,终止调整过程: ?% ~+ S9 x! ?, v- G
    if s(t) == 1) H; F1 M1 A4 j9 a$ w
        break;; _1 s  K8 q) R4 U- l
    end$ v! Q. A! I$ f+ t- r6 A2 h( f' q
    t = s(t);: `2 k3 @# E) l4 ~& @+ u' N
    end0 H9 K" M! V. V/ T  Y
    %如果最大流量达到预定的流量值8 Q5 F) s2 G" H9 L
    if pd5 W/ _9 a' s  z8 g
        break;7 d0 V/ M1 Z% _
    end2 @8 H% t# F! Q, C( b& ?
    %计算最大流量, M9 T: E/ d  h3 r
    wf = 0;6 ^. h4 x0 B- D( J( t8 K
    for j = 1:n
9 N6 Y, [. X' s0 b        wf = wf + f(1,j);9 d2 t* F0 w. }  S3 o; f9 i8 ?' ]
    end& r% q* S; @9 P$ L1 j
end
7 N* q. l% \3 N' P# B3 K- H' g  A%计算最小费用
/ \0 r1 A% _2 h; ]: U4 D+ [4 kzwf = 0;
. K$ |, F( Q: `$ cfor i = 1:n1 g$ s; n/ `7 }" o% X0 s" \
    for j = 1:n# j& C( x0 p) z0 T7 g, i; W
        zwf = zwf + b(i,j)*f(i,j);1 y- |* k$ v! Y9 L' S1 B- A
    end
# q; [0 [" z  I$ lend% g& C. b7 k2 w4 Z7 p% o
%最小费用最大流9 w% b3 N! a9 B" I- u' `7 z
f) ]; s% {" u: j( o- b8 Q
%最小费用最大流量& v. o0 p( H; |( M
wf
! D3 i' n3 `9 _) E3 N/ i/ R%显示最小费用; B% U# Q9 q2 w" y$ e. q! W8 M2 b9 Q) \7 Y
zwf4 v. ~1 ^; z+ Y: J
1
* U( t' v" ?& X) h) U. ~2
3 `. p1 o' E! z& z( |3 J3
  b* N9 ~/ r& c/ ]4  G- {" b3 P6 ~3 S3 I
5
* ~7 _; E" t" Q8 a( V4 O0 b60 ~( R6 B2 X+ C6 s* h
7
2 s3 |9 O7 R+ \( Y( l8
: c. Q" d" _  g) T5 l- {9
0 Y1 t) C6 y3 ^# a5 y10: K9 J2 A+ T% ^- }4 z. w: O# t
11
+ s0 Y' q9 ^4 f! c8 Q9 |12
. N4 R8 b5 w' G# n  H) s2 Q13
+ K3 h9 K" L2 a7 y( \14
& y4 [6 v' s$ i& P7 k15
7 i7 {0 O+ f0 N( F- U4 ~. B162 |8 R( [; K+ f! I8 C! M( j
173 x9 S+ [) B0 E& G5 c
18- D1 R- n6 T& o" j' ?: h* |
19* A  n3 H- g& g/ R! ]  w' h
20( H2 a0 Y# b% f1 ^, ]
21
4 N( \4 B( _2 f) q5 q22( i! @) h6 f- `$ Q! C
23
8 N' M, j8 f/ E1 R' r8 w24
+ z2 E, i# F$ T( v! y( n25
! `/ ]' i: m$ B, c+ t! T9 v# G26
" z5 ]) g! _# L- m) `/ S) \7 N275 d+ i  [5 b+ z' q2 T
28
  y1 }3 Q; a" c; S/ K29
, ~6 y* W9 O5 o- q30! z; o. p" Z" Z$ D! T
31
  x. t  i/ i% P4 ~) G9 F32' x8 i! j* g- C3 \" d
330 j9 A8 Y3 \, z/ Y" Q
34$ z8 ?8 J' a/ g  v  b7 K7 A
35) @$ `6 d$ k" d0 I* L4 q9 M0 @3 O$ M
36
" J  h; k: }/ ?0 e4 s& |) ]: Q( u37: L7 u: w; ?; |3 d. D
38
; _2 D5 ]9 w& `$ K, k) C399 l& e5 r$ V# @- i
40
0 w+ o$ T0 }+ f1 C. _1 T& Z41
; r$ l" }% U6 y" t421 L; ]# s# f/ h) _& h. h; C; ]
43  {- K' i# D$ ~. q) _, z& l
44( D) D2 m; ~4 `7 O) K
45, C8 I2 N6 c0 x: r5 R- z4 E
46
5 u" U7 T! x# t# Y6 k1 k47
- k/ d; b$ v& e8 F. E! ]1 ]& `48
! W' A" G2 [. y8 r, V498 }% W8 f8 V2 _4 Q
50
7 s0 G. [; f( [0 ^3 g/ w51
( J: j/ b' ?" t* ^. T8 a( }/ ?52% q/ S9 v, o( R8 b- d
53
' M. Z- k, R+ ]7 i2 w54
1 {+ u3 u  W( p55
- f+ r3 }( g1 o' Z9 t" R" Y56
; U3 z, R) {/ {" b! s575 ?4 c) _& G) F! v& x
58
% Y2 C7 z" p/ M8 n597 l8 x0 y) z0 ?4 P1 U4 C2 \: C
60
' h/ W4 Z; X/ l! m# O615 C* V- |  U; S4 v1 }5 Z  ]
62& [& g9 v: k, [
63* |2 D" I& k1 X9 Q
64
( f' o- ?1 E- N7 @" T& z654 w9 s2 b( z! q' K
663 e+ @& ?1 y2 U9 K) T8 D/ E9 ~7 {1 k" E5 \
67* j0 x& e1 v2 O) Y& Z4 B6 k
68
$ |- y0 R6 k! p3 N" D% |69
1 G7 _5 \% m: s( Y$ I70  p  q' w7 K3 [/ ~1 B8 L
71
' `- d2 n- H" Z  O1 s$ P72+ A+ n& Z4 ]) d
73# ~9 L/ L0 n6 G5 D8 @8 h
745 Z; {: n7 \: f) r/ z* c. r! V
75( Q) z+ M2 n1 p3 V+ ^! y
76
) a8 K) p% E4 @; O77/ ^# @6 c3 {9 p! c
78: `" @8 I0 R* D& C
79
( |* K" [, [: J* j. I' t80$ W5 l4 S. ?7 N  a: C" z
81
  @3 b- m, f) O* I0 W82
3 _  N8 f2 C8 T7 S1 I2 S83) C/ s" x' L: }
847 ~( x, i9 k# m# Y6 N. ?" Q
85) j2 }# f7 b3 u  j" G- Q
86
( p& a1 C2 ~0 G( ^: c6 ~4 R) M87
9 t& }6 J! N5 r+ Q88
- o8 T4 k, O0 j7 U6 ~6 b# l4 b89
& D: {7 o6 ~- ^) b, A8 ~+ @90! \  I+ D: ^3 S& ]& c9 b
914 R: O- X+ T$ P: @$ N: p
92
& [, l! q" a. M9 }, z5 N% v93/ t! u# T1 n* a  b/ o
946 ]5 i1 I( a. R( w
95- a8 T# u! s0 N" h9 I
96. E+ D) N6 T+ V6 I  o$ ~: N
976 E, C- g, |8 Y4 }
98
1 T! d# S5 r: Q+ i; k8 S99$ {8 O1 K* F: N9 Y1 R. k
100
2 h2 Y! W' S2 N. m7 D" O( p101/ t& X: O# x1 G: Q% T8 A
102
( W; Z& m# S& x! x& T103. ]5 N( z& a* M( Y3 d- {8 @) @
104
" A- O5 o' M3 `! Q0 B# K; ]105  ?  I& _" K6 M% j
1060 I4 K  Q  F% W/ N9 m6 t: O* g
1076 }9 J7 x. h: S0 G
108
, u+ P$ ]2 h8 E2 q$ B109
( g9 _0 d& N2 i% w. Y$ @; p) j1109 T2 \+ x3 ~( C, q$ X. y3 z
111: x5 D6 D- L! p7 b8 ?0 B1 l
112
/ G7 ^6 c2 |# m! U, ^113
: I/ Q- Y7 E: ?/ g7 W114& `' C. z! l/ t
1153 H" E- U/ k. V0 j, v  o" F; r
1161 u8 D: N2 F& j# ]7 e" L* f' E
117
$ Y2 I6 q( A- _/ N) h! g118
* q! U2 h( K, v) N, m119
7 \1 B) c0 f2 F) R9 @" A  K2 ~120
) Z  e% O4 y( |- `# h: m121: `1 d4 n6 }% d9 `+ B2 x
122
$ I' N% `  I2 Y; V) C6 q123; r6 D' [1 R# A
124  U/ z0 L& o3 v
125* v$ X, x3 L6 c- W" h% o" r' S
126
1 ]2 A. h# c+ y+ {8 F7 b127
. ~8 `6 e) d: h1 O& @1286 J9 P8 n. l& N. |$ i( x
129
3 Q  O0 Y# R/ h% C8 k1308 X+ ]/ w! t5 G
131, `% E- a! h# I1 e; H( J
132
8 U3 N! Z5 k  l1 J1 n133+ p# L9 t  e5 o4 k! {
134
/ k& b$ _+ A3 r+ X- \8 d135
1 ~, }2 o8 v. Y( m) S5 A5 `136
, V; Z& x8 b& ]! x( v137" n( c9 u' W5 T: @; I$ G
138
' r7 Z+ h4 I: F: z; O# V1390 w) c4 \+ o! X1 a
140) \* N0 a: ?- o' a) n' p+ H
匹配问题:
# e' ~+ q9 T- x  I- ^* }1 ~) Z; L; A( z
最大匹配:+ c% _1 ~8 _# W; @4 S

! Q$ e" T- M) a+ F
+ z! ]0 t5 x7 Y* l# K( L
代码实现:+ l$ _3 [8 }5 Z5 l% t1 @1 y  y  K/ g
+ v9 N7 p# p/ k
m = 5;
2 l7 v9 r6 q+ r9 Gn = 5;9 x1 M9 k  E* y1 H4 W
A = [0 1 1 0 0;1 1 0 1 1;0 1 1 0 0;0 1 1 0 0;0 0 0 1 1];& w$ Q2 Z* O+ X. R
M(m,n) = 0;/ Y0 E  P0 y, g: w0 Z; ~( g0 c) c
for i = 1:m7 k& P! M0 q) l* x6 G: [/ s8 A
    for j = 1:n) B& a% h$ ?4 ^+ q
    %求初始匹配M
( O* }8 N* q2 X$ b        if A(i,j)
$ v3 a+ ~: r% p, ~! T* v            M(i,j) = 1;: W1 p6 j( ^0 }/ L: r4 l
            break;
2 @+ u( l! @1 Z" Q8 a  `& X+ j  g: i        end
/ |8 e9 d0 r0 e2 D& g    end
' F+ t- \, x8 f    %仅含一条边的初始匹配M
, F8 z: O5 p" M  U2 u    if M(i,j)
8 \' [4 n" \2 ^' @' u1 F* O        break;
+ W7 ~' t3 Q# N4 C    end
' B$ l# h+ n5 z& u# E- \end. {: E( F1 z- C) N' |8 I
- R: M' _1 ~3 |
while (1)+ [7 U* d2 }! ]5 \
    %记录X中点的标号和标记
/ L& B# R" U8 k5 e& {; g    for i = 1:m
* f* s$ X+ |. J/ ]        x(i) = 0;6 |$ e) f0 `5 B  P4 Z$ j: q
    end* B+ \& C+ v5 ^2 ~5 f
    %记录Y中点的标号和标记
0 o4 |$ l/ [1 l+ W) Y    for i = 1:n% c5 H& f: o; R; M: s2 y4 H
        y(i) = 0;# v# Q6 ]/ {. q) V: X
    end
* E0 l6 r' U! P& g, o. _. N    %寻找X中M的所有非饱和点
* d7 Z% j* V) g    for i = 1:m+ T. B2 }  T( j5 P# l
        pd = 1;
( E# A/ m* _& L( l  A, f% x        for j = 1:n
0 q/ v, i# l7 [0 Q5 Y7 P& @            if M(i,j), R! m0 N" i$ r2 j$ T" L
                pd = 0;( @6 d3 Q+ d; ^! W; s. B
            end" x1 g7 ?- j6 i) g4 z
        end& G# p" v" T2 n8 ?
        if pd6 v. t8 c: S" F6 @& D& b
            x(i) = -n-1;
! @! V9 c: ^: C6 }        end/ ]7 R5 {8 e6 |4 j+ v
    end% c& k: T5 a, V  _6 ?6 @
    pd = 0;
! H/ [5 m* ]% l& V: C    while(1)
7 H8 H6 T/ J8 K- Q        xi = 0;" T/ O9 M3 N: e9 n
        for i = 1:m8 V8 Y. R- i& k& ^8 y
            if x(i) < 0: g9 a; [4 @+ O  h/ U; w
                xi = i;) ~4 G2 m7 n' I  S/ k# ^# C
                break;
8 N- G$ L. x* l) o                end/ N5 C2 v* Z  ^
            end" w" W2 j  B0 _, |* B8 H
            if(xi == 0)* P* K+ F; j6 g5 l4 t- j' o
                pd = 1;- @* p9 g$ ^6 i: J6 q' k; v2 _* @
                break;% g% v7 r$ ]: Z
            end
& V+ T6 C9 e/ o7 a            x(xi) = x(xi)*(-1);! X/ c4 E6 R- J) K
            k = 1;
0 q9 W& @# h) h. {            for j = 1:n
# |1 l3 Q( N5 s& f: w  }                if A(xi,j)&&y(j)==0; q; v" U! L+ _8 {4 |
                    y(j) = xi;: M; |& ]$ D8 P- C9 W* W; Q
                    yy(k) = j;
+ ^, G  u9 r/ B: S) L- h8 C. [" a. O3 ~                    k = k + 1;8 ?  V( w' z5 e
                end5 n$ K! X& \. S
            end  v! D: X* r; W/ Q
            if k > 1
2 n& F* J2 f6 C9 ~) d& A; G1 A                k = k - 1;
' {& O) E& S! B# g2 ~, v2 \% _7 f                for j = 1:k
+ x/ D; s4 ?( b3 q# U- N$ |                    pdd = 1;
0 P$ L4 c/ e& t% E) m5 ]+ q                    for i = 1:m* B6 Y4 i1 t7 I9 R& T
                        if M(i,yy(j))) ~' z4 B! P% H: u
                            x(i) = -yy(j);
! h5 \; t  c& H: ^- }                            pdd = 0;
' Y7 i) ~- V" b                            break;
8 s) P# ^% B) F8 r' N. j6 _                        end
9 [* c" ?. U( h                    end
- V' p1 R/ o8 L! ?; B& i2 `+ o, m* b                    if pdd$ i8 f' X. N7 f/ s
                        break;7 N" |; T0 {, h9 y) d
                    end" E' c8 A1 M9 i2 _
                end
6 _* u  G) A( a; m, z% ]                if pdd ( b( e8 A: Y7 d/ ]: O! {7 d, e
                    k = 1;! X/ x; Y* z2 _' K+ a- a0 X
                    j = yy(j);
  V, t% _+ b/ \+ D                    while(1)
- T8 r9 z# j& ]: _. s5 Y7 D                        P(k,2) = j;
2 I# I" P; r4 k- b- l9 {( p                        P(k,1) = y(j);" j3 _1 k/ i1 H9 F- d1 u
                        j = abs(x(y(j)));
2 f& c# W6 V- \! ^- F                        if j == n+1) a; w8 T- G( w4 R7 E) _  k
                            break;
1 {, n  d5 m7 |6 K) {8 k9 V( i                        end
8 n0 i, V4 r$ C. W. b                        k = k+1;" s$ }1 x0 M' g, ~
                    end, f+ M2 k. _8 h) q
                    for i = 1:k: g# F& \8 Y6 p2 Z$ C
                        if M(P(i,1),P(i,2))
! E& Z4 X5 k) Z: x8 D: ^                            M(P(i,1),P(i,2)) = 0;6 ^& e, Y' J  c* G; ?- M) m- y
                            else0 ~1 T" V' v  g
                                M(P(i,1),P(i,2)) = 1;' {+ m% `: O6 v8 x
                            end
1 ^0 W0 W( x. K/ E: {                        end
! g! }, S! B! j+ b  P                        break;5 [) s9 t) G: H8 `$ k+ k$ n5 m
                    end; ^5 I5 e6 K6 d" i9 x; ?) K
                end
/ S! K% r5 t( a- f4 n- Y7 ~            end5 i: A+ U3 I5 o3 d; J6 w! L
            if pd
7 W" V5 o7 _* z9 b& p                break;
" M# ^: u1 y* i# j$ m  ?! k+ g            end+ g* x8 N! Y9 g% D& s
        end
; W  d$ W7 C" W4 K: x1. E- u( V# F/ B! H' C
2% e! [! N! ]' c( K
3
" X$ O2 Y: V" a( f: l+ C4; L$ \5 `2 G5 f9 W: F6 k  v
5
& @( g9 a! ?& q. C' c; Y% P6) f  c% J6 _: o! Y
7/ R$ u1 g9 b1 V) d' f
8
+ \& }* d5 T3 A9$ M8 i4 @* M0 c# p9 A5 e
10
7 I7 u) h+ r. T112 @4 e: f1 O$ I2 p8 @6 B
12
* F& l/ _! h, K  X9 j138 A) \- j9 |% N( G# u
14: [1 i) J$ ^5 t" a+ N# A
15
3 b4 a* F% V0 T7 r+ n; \16* H& M6 ^1 L; T: y: u' c
17% r* n; w; j+ l2 u( Z
18- }2 L! B, N7 d2 v1 @
197 F% W! M$ S2 y' ~
20+ Y' ~" f4 |$ P5 O
21
7 k: z* f$ J4 N. O227 h" }- j4 {) F' M) l6 G
23
# ^8 b% C5 i* _5 x4 ?7 m24% I# {! ]1 h+ P% h' T
25
, m1 Z5 z! ]$ I1 c3 |. X26
5 }- [- O$ ]7 F$ y, ?! _: f27- u! n( ?0 K2 B+ b8 J: |' ]' V# T
28
- d$ ~- ?2 r- ~. Z0 a# |; u29
) Y9 _' Q- @. g, a. A4 X) u30
! U  V6 f; F+ M1 k5 H8 ?) ~31) c- j  L+ G1 Z$ ~3 Z2 \
32% e( z& ~4 I4 o6 _3 y1 u) x
33+ U$ {$ S0 W3 _; ~
34
+ W' ^( r# g, b9 `8 q% `5 z. ]35
; T9 L7 ^# n( X0 r6 _36
7 D2 j/ s0 B" F37, P4 }$ P! w3 ^- h8 L* W
38
' `1 \! \9 p" u% L. [/ g/ c39
9 N; R) ]/ V* F4 i406 [7 Q# [* m- W8 I9 V7 U* K/ k
419 c2 u) I% Y, t
42. x0 ?4 W. b" E1 I
43
- K4 V, |" X/ r44
' y( ?- Z1 W2 `45
" A/ U7 e; K/ g) D467 J6 p  P  P/ o9 c( @5 [
47: f& U3 N- m4 e" G4 |
48- \( A7 Y- w& }% ]
49# u9 z; ?2 d9 _  U/ q2 X
50
7 L& P/ p7 I) u0 t' I1 V( v51. W  v5 D" T' ^) `& n% y
52' p' L# ^/ {# k# |" N+ N
53
. v3 @. T2 i5 A  v54, k# [9 W8 E5 Q
55. t3 m' a2 s8 h% }
56
1 }" p7 B: P3 v! N/ }57; `" O: M$ }$ L( l0 q1 i3 m, z
58: T2 |6 ^* V2 T
599 d' E" m7 ~2 B$ J" V* I$ \* G4 ]
60. F3 q! \; h" @0 z
61
- @" }& p/ C+ K. D62
- }* `5 v# }( s! d63
0 {" X& p/ r3 [5 P* v. @: h64
) C5 P3 s% f6 ~: h5 t9 i65
4 _. g/ l. o: ]5 r: R- i66- t8 @- q: L, ]
67, C0 x. K( p$ e1 k9 G8 y
68
7 i+ I7 i# x, p6 L. \69- g! h* O# Z0 w* ~! d: [3 o
70
  a8 }& P  G. w/ N  f5 ?& N* E714 ~* s" B( T5 |& K  P: ?
72; z. Y3 m+ }, |
73' Z# p7 p# N- D% S% P& I
74. z' ~& _3 P8 A/ z
75: H" D. R- X& p# A
76. z' |9 g1 J3 x' O3 |% ?
77
1 ]6 E0 P7 {4 e+ E' G7 `78
  ~. ]3 H4 L- k0 I% K799 E. \2 j% F: K7 J& F! P
80
$ W9 G2 Y, l+ P+ z' \  |81
$ H) [6 l" A2 Q" O( _) y82
9 j- Y; K2 j+ B% Q% M" N9 d9 ]; s2 A83
: b) v* y2 L9 E* o8 G84
1 i/ ]: p$ B+ a" m, p1 g85
: D' `7 K0 G, H) U/ |; u$ ]86. U) `! |/ k% i+ q& v9 M' M
87
  c" k: x  M9 j9 u9 X; j% Q88. }- ]; ]; _6 v: |
89
8 Y, }3 L  x* I" Z& }- M# j& {% E90( J+ k5 N9 X) w( {! d
91
) y  m- e' |) ~4 Z92
* j- I* i' f# y% V2 s+ p9 `! X939 t: K% w' i$ a* I5 G, k
94
% K/ ?: l1 C( w2 t+ Z- z7 \959 w% g& y) i$ p
966 A( h/ Y3 M6 `( q1 k' `' E& L
97+ L1 \: O9 U) s( @1 f
98. C$ e' O) v0 i6 s" X
99  Y* q( l, T) S4 p8 c6 z4 g
100
1 N% H7 f1 p5 k% c/ P0 f( ?& X& f101
: Z  e1 G  t, P102
  t6 }9 ]& y; b4 p6 b% P1031 ]4 q; G  g* @8 S/ p
最佳匹配
" z- S% b! g8 q1 |" V
/ y3 ^+ l0 F/ _代码实现:
, C: G1 S, \  U( u' ?% G3 ?
! e: b' S+ X% k  h+ f0 ?. \n = 4;; s0 H1 q8 Y( j+ g7 D# |
A = [4 5 5 1;2 2 4 6;4 2 3 3;5 0 2 1];
/ Y% w' s6 o5 \8 \8 j3 F) SM(n,n) = 0;0 R! g& V% C1 j. C% f
for i = 1:n3 e# `: L# i. I/ ~
    L(i,1) = 0;
2 ?4 R1 [* N; }* A* e4 A    L(i,2) = 0;4 i* p) L( f" `$ w5 B
end
% ^& R( K& \" Y4 Q: i6 N0 V6 X9 t8 g- M%初始化可行点标记L1 _6 M. A0 I, W7 m% `
for i = 1:n
6 x+ R4 J0 j' d: B: q    for j = 1:n
$ k# D$ o; ]# C        if L(i,1) < A(i,j)
8 m0 ?' p6 b" s; i$ c            L(i,1) = A(i,j);
( d3 Z& |/ G1 f( g+ C1 O: s6 x. Q        end
  V2 b% f$ [: X" S6 P9 ~    end
0 E- A1 k6 w# E# i9 @. j& V( _end
" f& g) I( m$ r4 b  R%生成子图Gl
7 Y! ^: ^/ T2 @' g6 ^3 xfor i = 1:n& N: Y$ K: C  P! e, o- R, A0 k
    for j = 1:n8 f; I/ B& a0 v# M- L
        if L(i,1) + L(j,2) == A(i,j)
% Q1 @, y3 i0 b% E6 W2 ]3 |) X            Gl(i,j) = 1;
) v5 [& e- ]7 t; z: Q" C# t            else
6 Q9 q  T8 v% N: R: P7 w                Gl(i,j) = 0;
2 C- d, G  n& b! f( i        end
- `0 ?6 \, a" ^7 R; l    end
" t8 b7 s0 _( H; Gend; L/ J% C+ D5 z5 D$ ?
%获得仅含Gl的一条边的初始匹配M
* C8 p' N. H' l: Bii = 0;
. B. T8 h0 H. V  @jj = 0;) N5 c0 P' S& w) |: Z  w
for i = 1:n2 o5 K  t  {7 o) |0 }
    for j = 1:n6 a6 G; G0 R7 E
        if Gl(i,j)
# I* [. o5 C, }6 B3 J' j            ii = i;- C% c' {( v9 Y( y3 t" E- ]! p
            jj = j;
  S0 X2 ~" I9 E% f; c$ W: I. R- J            break;
7 Y0 K' |2 ]# u# K+ B& }+ R        end
. R  _! f! k- l    end2 M( e& m( h2 p6 L7 C
    if(ii): _" C% D6 f0 M
        break;
, j2 y' M+ E( S* Z4 R$ D    end
2 D) n. _+ ^( X: A- l: ]* Hend
3 w' i+ e" q; U; _  c$ Z* n' w3 AM(ii,jj) = 1;
; Y; p' _% I. ]2 afor i = 1:n
% i& e7 q( w7 k/ ~9 D2 ?3 N    S(i) = 0;
1 \# V9 x  Q: p, \    T(i) = 0;
; l, W' s  O- j1 q8 |8 Y& u2 t) ^8 e    NIS(i) = 0;  ^, O; ^; l# }7 Q/ k* V8 @. ]
end
+ R# x# j1 F# X6 N! ^" q" Y  a
# u8 D7 b7 I" D$ V4 ?9 V$ Z2 i, R# W, r4 e
while (1)
- A5 J1 W2 h0 E! U, Q3 b    for i = 1:n
* m0 X, u% S) N$ o) m        k = 1;
( Z$ X9 j5 C4 j- e        for j = 1:n
  O$ y' |; D4 t8 e( ^            if M(i,j)
; o- k8 e( u4 s) C/ T) ]                k = 0;
0 _9 @. S' c$ l1 b# p% g                break;- w5 n. P" C7 H2 c; g3 @( m2 Z
            end
3 N: v8 M( n5 B# M4 t! W$ Z' k# @        end
# i1 X/ {; e+ o$ E7 V) s        if k
1 T% e+ ]& i2 c2 B0 m; M7 h/ }            break;
  W9 V8 {' [) _& Z& ]% \2 z        end
( |: q6 a1 O% F# R9 d- s5 O    end
- @1 h$ Z" p) f5 D%获得最佳匹配M,算法终止# A  n! L) _) ~: f
    if k == 0
/ A6 R1 _, \; J        break;% Q/ ^: n! r  W
    end$ K4 {7 f  y) l" ^- m0 O1 F
' }7 o/ a  _; Y- j: ~
" O0 }! o3 z( g- f) W
%S = {xi}$ {& o* ?. u/ b4 [  ?) e# ^
S(1) = i;
+ a7 R3 ^* G& o* D& {! w/ ljss = 1;2 \; B( l/ S1 r* f- a& V- x" d% y5 r
jst = 0;2 y) }( O3 g3 a. f2 J
while(1)' l/ m, E6 @, W, S0 |& y6 J3 n
    jsn = 0;
- M( v5 y% l. [    %选择NL的值
" Z8 C- q6 R$ ?' {' P6 t    for i = 1:jss
# G3 }! P+ D+ b( q) u  z        for j = 1:n8 V1 ?$ o; ]1 G' M% Z9 r
            if Gl(S(i),j)
  t2 m" T" U4 |% u* F+ \/ P                jsn = jsn + 1;- E0 b% ~4 I4 V( b; X& J
                NIS(jsn) = j;
) Y8 g, c, X8 r% G5 v8 g) l+ W; t                for k = 1:jsn-1
' L7 O7 m' E- f7 D3 g                    if NIS(k) == j
# q4 h; X' w2 C7 B4 c                        jsn = jsn - 1;
4 A8 X' r2 q! n0 @& F                    end, N% j$ a7 T  N3 @
                end3 j4 G% [" M6 K: j5 @' V
            end
$ ?4 w% I6 \; {2 V5 m+ D$ f6 I& x        end0 ]  C( _, o, [
    end" C( c0 e/ @0 j# H
    %判断NL(S) = T ?
: L, S! H# h0 ~/ C7 u5 v    if jsn == jst
  ]" w# u$ }# K( O9 s        pd = 1;
4 J* ]" `  h0 p5 N        for j = 1:jsn; f1 ?# L: {; l; P
            if NIS(j) ~= T(j)
$ G/ I% W( b" q8 ]2 ]                pd = 0;
  t: m% z3 D" w# U                break;) n  {' z6 f: c/ k2 ^+ J/ p7 [
            end% U& d$ ^* |/ c2 Q/ S$ p: n. \
        end
' p0 r0 @* d% ?5 r7 Z3 {    end2 {6 w: Z6 f' W. b, W' E- g
    %如果NL(S) = T  计算al的值0 m& h7 Y: X- p* ~6 ?
    if (jsn == jst) && pd
% V7 i, o/ z$ G) r' C8 W8 M0 L        al = Inf;
- a/ U/ d/ C  |% q1 J1 C) J% e4 V        for i = 1:jss
/ P: l8 [  u1 w* p4 X# F: f            for j = 1:n
: B, C( @& C  J: R- V                pd = 1;
* U- `) I) `. N# j                for k = 1:jst
$ t* U. Q( ?, G/ p5 Y7 V4 O8 S" `/ [                    if T(k) == j7 w4 Q& @5 s  O; T
                        pd = 0;
8 S$ S; D# O* D, t" @                        break;
( D7 A5 X7 G- Q4 _2 e0 T/ d                    end7 C# y) _6 c9 i% x  O
                end8 f5 h  i% ]" }$ d. u7 X
                if pd && (al > L(S(i),1) + L(j,2) - A(S(i),j))  `0 |6 J) f8 R  @
                    al = L(S(i),1) + L(j,2) - A(S(i),j);3 T# e; |9 S" j- ]" q  j$ A
                end! a/ M! v- ~9 [2 m" y. ^. h
            end
( _9 `7 Y/ _- L9 F( g        end
( e8 U0 \# s0 Z& g3 x/ k, L        %调整可行点标记8 Z% I! c; y0 m
        for i = 1:jss+ Q' C+ ~! j. n8 C8 {& j8 w
            L(S(i),1) = L(S(i),1) - al;
/ D3 k. B! _) u/ Y        end% `2 v5 w4 w0 A& M% o0 p
        %调整可行点标记
2 s- q* `" x& F$ l- P: l        for j = 1:jst
3 ]  B/ ^1 C$ y7 n* x" A. ?            L(T(j),2) = L(T(j),2) + al;
  f% I- E) B  Z- }6 i. B        end
5 j" z$ j" t2 F7 N! `6 {        %生成子图Gl
  Y" A2 o7 }/ q3 J* T0 B        for i = 1:n
9 f8 @2 K8 ^: q3 R, I7 y0 |            for j = 1:n9 v" n/ g. ~" H9 [  q. x; P7 M. M
                if L(i,1) + L(j,2) == A(i,j)! D# R3 |/ G3 l8 x: {, l7 ?5 H
                    Gl(i,j) = 1;4 ?/ |1 H& X: ]$ ~) a2 W* u
                    else
, f+ k& y$ O4 R* g                        Gl(i,j) = 0;
* k( H1 a- N/ n0 l                end. A4 Y1 A3 j- M* c  t
                    M(i,j) = 0;0 @) j) s% o% h) d- Y
                    k = 0;
) L- ~3 U. W" X7 k' \- t            end2 N) L7 n8 C1 s! k
        end  W- X  u0 }$ Y+ Z+ y& ]8 k+ l
        %获得仅含Gl的一条边的初始匹配M
# g" W' p& S: l6 S+ d2 |6 W        ii = 0;( Q1 w9 k) M! M2 x4 Z* Y
        jj = 0;
4 K3 f7 S8 [' d0 N        for i = 1:n) k' E& Y& |; W7 y
            for j = 1:n+ ~$ T2 g  Z, q1 i; _. Z0 \; r
                if Gl(i,j)
% V7 u: r' Q( v  a  t                    ii = i;
: _; I9 n1 L" S                    jj = j;; y; X; Q' Y, F; u- G. s+ E
                    break;; F. N" ]8 Z0 T5 J2 y
                end
: ]5 [. U, f1 Q  A) P% P            end
9 B2 }) G* i9 ~0 _- _" z( f            if(ii)
4 k1 \4 M# f) u! c$ F( U; C                break;
" U% ?1 B7 L) c8 O0 j5 h8 r* }            end# k9 J1 d: n3 S+ Y6 V# b
        end: Z5 _5 |$ B! W: L
        M(ii,jj) = 1;! _- O% Y5 E( y  \5 q! S% T$ u5 @
        break;
3 ^- h  Z9 @: C        else
# |3 o2 \0 M# R! u% S# J  k. [            for j = 1:jsn. j' v* J8 G8 v
                pd = 1;
0 y( g  x9 y) Q2 _+ J4 ~, {- U                for k = 1:jst
4 l" k3 W, o: M8 ~( O& d                    if T(k) == NIS(j)
- U4 @/ A4 b! @                        pd =0
5 y. v. E5 D0 l                        break;
4 T' u" r3 ]. q% w/ z+ g                    end
: R/ n  N' p6 ]2 j                end
' s* q6 j9 C8 j6 m                if pd
  c4 Y. g2 S) J- m+ E- x- s                    jj = j;5 _' F0 a7 z: Y4 O' I) G' G8 E
                    break;/ S# p0 f/ s+ w6 x. i. B& C. J9 h
                end
% O- A' v+ l7 `9 H            end
4 T% A" I1 m+ e% ?; C, p; z5 I            %判断y是否是M的饱和点7 h9 c2 I2 H- b3 s7 e! ?
            pd = 0;7 }/ K: D$ W/ Z0 \
            for i = 1:n. e1 ?0 O  U* h9 d8 I7 X! E
                if M(i,NIS(jj))
' T$ X# A0 k3 t2 L. Y# l* l                    pd = 1;
6 ?; j, h# D, ^                    ii = i;
/ x) ~% J: r; p& O. L1 Y. ~8 C                    break;$ A, H- I0 ~. B1 G
                end
. z9 \0 P) p* o2 h; N) E            end( r4 q( f) I+ p8 ^8 w) z3 w
            if pd
% t4 _9 H0 M, f4 ^                jss = jss + 1;
$ S, U# V( n# V+ R$ v4 y                S(jss) = ii;
% J6 r) e6 F6 {! W6 z                jst = jst + 1;
- h7 j! m1 W# s                T(jst) = NIS(jj);& A* Z" W5 S6 L7 O% ^6 I
                else7 k. B. s. p& a# z
                    for k = 1:jst& \9 f+ c' B5 A4 l4 L" Z
                        M(S(k),T(k)) = 1;4 s& q& ]6 B* f7 N/ L6 u
                        M(S(k+1),T(k)) = 0;
. I1 _6 V# ?  N$ C' |* R                    end
" H7 W2 Q# N3 T                    if jst == 0
5 W9 e! A$ X: E1 W1 n                        k = 0;) p. X6 D" R; k( f! E$ R, E
                    end6 e) m! s. Q% @4 d# B; L4 v
                    M(S(k+1),NIS(jj)) = 1;4 p$ v1 G( V6 z+ |
                    break;" |9 s9 d8 l/ O8 s
                end
4 g5 }6 Q3 {2 z/ E+ Q# q. ~; X            end* i' z; S6 F: a+ w! v  q  f/ l0 f
        end0 D0 j5 ]% C$ [4 P) d$ C: l
    end
& n  [, {  J9 }2 z8 y    MaxZjpp = 0;! ?" U% }! F  S" |, g. i$ f( h
    for i = 1:n+ y. k. O3 M8 @2 a
        for j = 1:n
, l& s0 o6 m6 o( d            if M(i,j)6 L  r* ?3 _* t& v0 p
                MaxZjpp = MaxZjpp + A(i,j);4 s2 k" \* V2 i2 y: J' n6 {, t. ]
            end
) ]' l! k: h/ l0 S        end
* p: g" B- @+ o0 J1 d# N# ~    end6 c9 T9 N7 a: y+ R/ \1 s$ \
    M
! ?' r) D; W3 F8 b5 K% c  O    MaxZjpp& W- o( ^. v: l* Q

7 B1 i$ l$ f9 h) o4 p: n) {4 c! U/ b- b; l8 O" U2 l2 M* k1 U

) g8 [/ h( `& x+ M& Q! b




欢迎光临 数学建模社区-数学中国 (http://www.madio.net/) Powered by Discuz! X2.5