题目描述:

网格图中有若干个陨石,每次发射武器可以打掉某一行或某一列的所有陨石,求打完所有陨石的最少次数
在这里插入图片描述

题解:

首先,贪心的打星球最多的行/列有反例,如:
0 0 0 0
1 1 0 0
1 0 1 0
1 0 0 1
正解:
我们把行和列抽象为点,把陨石抽象为边,即当(x,y)有一个陨石的时候 ,将左边的第x个
点与右边的第y个点连边
• 最后是要找到最少的点(行/列)来覆盖掉所有的边(陨石)
• 也就是二分图的最小点覆盖!
最小点覆盖:在二分图中选尽量少的点覆盖所有的边
我们将问题转化为选左右最少数量的点可以覆盖所有边
而 最小点覆盖=最大匹配
在这里插入图片描述
比如例子:
0 0 0 0
1 1 0 0
1 0 1 0
1 0 0 1
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代码:

#include<iostream>
#include<cstring>
using namespace std;
const int maxn=1e5+4;
int Map[4000][4000];//map[i][j]=1表示X部的i和Y部的j存在路径,是否可以匹配
int cx[maxn], cy[maxn];
bool vis[maxn];
int n;
//cx[i]表示X部i点匹配的Y部顶点的编号
//cy[i]表示Y部i点匹配的X部顶点的编号

bool dfs(int u)//dfs进入的都是X部的点
{
    for (int v = 1; v <= n; v++)//枚举Y部的点,判断X部的u和Y部的v是否存在路径
    {
        //如果存在路径并且还没被标记加入增广路
        if (Map[u][v] && !vis[v])//vis数组只标记Y组
        {
            //标记加入增广路
            vis[v] = 1;

            //如果Y部的点v还未被匹配
            //或者已经被匹配了,但是可以从v点原来匹配的cy[v]找到一条增广路
            //说明这条路就可是一个正确的匹配
            //因为递归第一次进入dfs时,u是未匹配的
            //如果v还没有匹配对象,即和它相连的所有边都不在,已经选择的匹配边集合M(M\in E)中,这时就找到了u-v增广路径
            //如果v已经有匹配对象了,那么u-v是一条未选择的边,
            //而v-cy[v] \in M 则是一条已经选择的边, dfs(cy[v])从cy[v]开始搜索增广路径
                //如果新的v'没有匹配对象,那么u-v-cy[v]-v'就是一条增广路径,
                //如果v'已经有匹配对象了,那么根据匹配是唯一的,
                //cy[v]-v'一定不在已经选择的边中(和cy[v]-v冲突),
                //u-v-cy[v]-v'-cy[v']符合增广路径对边顺序的要求,继续利用dfs(cy[v'])搜索u-v-cy[v]-v'-cy[v']-下面的点
                //当搜索到增广链时,如u-v-cy[v]-v',那么经过递归的匹配调整和return 1,进行匹配增广操作,假设dfs0 是main调用的dfs算法,dfs1是dfs0调用的dfs算法
                //在dfs1中进行cy[v]-v'的匹配,因为dfs1返回1,因此在dfs0中进行u-v的匹配,匹配增广操作的结果是{cy[v]-v}->{u-v,cy[v]-v'}
                //如果在一个dfs(k)自调用的dfs(k+1)中,遍历所有的v(k+1),要么已经有匹配点了,要么和输入u(k+1)没有连接可能,这时搜索终止,说明不存在经过u(k+1)的增广链,返回0
                //而在main调用的dfs(0)中,调用的dfs(1)返回的都是0,而且v都是已经有匹配了,那么不存在从该点出发的增广链,那么就该点就不在最大匹配当中
                //为什么找不到增广链就不在最大匹配当中呢?感觉可以用反证法证明,博客中下面内容可能有更新这方面的思考
            if (cy[v] == -1 || dfs(cy[v]))
            {
                cx[u] = v;//可以匹配,进行匹配
                cy[v] = u;
                return 1;
            }
        }
    }
    return 0;//不能匹配
}
int maxmatch()//匈牙利算法主函数
{
    int ans = 0;
    //匹配清空,全部置为-1
    memset(cx, -1, sizeof(cx));
    memset(cy, -1, sizeof(cy));
    for (int i = 1; i <= n; i++)
    {
        if (cx[i] == -1)//如果X部的i还未匹配
        {
            memset(vis, 0, sizeof(vis));//每次找增广路的时候清空vis
            ans += dfs(i);
        }
    }
    return ans;
}

int main()
{
    int k;
    cin>>n>>k;
    //输入匹配的两个点集合的数量
    //cin >> n >> m>>e;
    //输入两个点集合成员间的匹配可能
    int x, y;
    for (int i = 0; i < k; i++)
    {
        cin >> x >> y;
        Map[x][y] = 1;
    }
    //执行匈牙利算法,输出最大匹配
    cout << maxmatch() << endl;
    return 0; 
}