用MATLAB实现匈牙利算法
匈牙利算法(也称作Kuhn-Munkres算法)是一种用于解决二分图最大匹配问题的算法。下面是使用MATLAB实现匈牙利算法的示例代码:
function [matching, cost] = hungarianAlgorithm(costMatrix)
% 输入: costMatrix - 二维矩阵,表示二分图的权重矩阵
% 输出: matching - 最大匹配的匹配情况
% cost - 最大匹配的总权重
% 初始化
n = size(costMatrix, 1);
m = size(costMatrix, 2);
labelX = zeros(n, 1);
labelY = zeros(m, 1);
matching = zeros(n, 1);
slack = inf(m, 1);
slackX = zeros(m, 1);
prev = zeros(m, 1);
% 找到最大匹配
for i = 1:n
% 更新标签
labelX(i) = max(costMatrix(i, :));
while true
% 初始化
visitedX = false(n, 1);
visitedY = false(m, 1);
slack(:) = inf;
% 尝试找到增广路径
if dfs(i)
break;
end
% 无法找到增广路径,调整标签
d = min(slack(~visitedY));
labelX(visitedX) = labelX(visitedX) - d;
labelY(visitedY) = labelY(visitedY) + d;
slackX(visitedY) = slackX(visitedY) + d;
end
end
% 计算最大匹配的总权重
cost = sum(costMatrix(sub2ind([n, m], (1:n)', matching)));
function found = dfs(x)
visitedX(x) = true;
for y = 1:m
if visitedY(y)
continue;
end
if labelX(x) + labelY(y) == costMatrix(x, y)
visitedY(y) = true;
if matching(x) == 0 || dfs(matching(x))
matching(x) = y;
found = true;
return;
end
else
slackVal = labelX(x) + labelY(y) - costMatrix(x, y);
if slackVal < slack(y)
slack(y) = slackVal;
prev(y) = x;
slackX(y) = x;
end
end
end
found = false;
end
end
使用示例:
costMatrix = [1, 2, 3; 4, 5, 6; 7, 8, 9]; % 二分图的权重矩阵
[matching, cost] = hungarianAlgorithm(costMatrix);
disp(matching); % 输出最大匹配的匹配情况
disp(cost); % 输出最大匹配的总权重
请注意,该示例代码中的costMatrix是一个二维矩阵,其中每个元素表示二分图中的边的权重。matching是一个向量,表示最大匹配的匹配情况,其中matching(i)表示左侧第i个节点与右侧第matching(i)个节点匹配。cost表示最大匹配的总权重。
此外,算法还使用了一些辅助向量和变量,如labelX,labelY,slack,slackX和prev,用于辅助计算和调整标签
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