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二分图König定理的网络流思路证明

时间:2014-03-05 17:25:53      阅读:258      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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本篇尝试从网络流构图上证明K?nig定理,个人理解,仅作参考,不喜勿喷

K?nig定理:二分图的最小点覆盖数等于原图最大匹配

首先,你得知道网络流,然后,你得知道最大流等于最小割,然后我们就可以开始了


用网络流解决二分图最大匹配的思路:

二分图最大匹配可以解释为,从原图中选择尽量多的相邻顶点对,每个顶点最多只能被选择一次

因此在网络流中的建图就是这样:

源向左侧点连容量为1的边,右侧点向汇连容量为1的边,表示每个点最多只能被选择一次

对于每条边(u,v),设u在左侧,则在容量图中由u向v连容量为1的边,(这里的容量取值改为无穷大也是可以的,不影响答案)

最大流就是最大匹配


用最小割解决二分图最小点覆盖的思路:

考虑一对顶点u和v(设u为左侧顶点),以及边(u,v),u和v至少有一个要在点覆盖集中

那么不妨将其构造成 源 -> u -> v -> 汇 这样一条4点3边的路径,将选择点u视为断开 (源,u) 这条边,将选择点v视为断开 (v,汇) 这条边,由于在覆盖集中点u和点v至少选一个,则可以看作必须从(源,u)和(v,汇)中至少断开一条边使源和汇不连通

那么可以构建这样的网络:

源向左侧点连容量为1的边,右侧点向汇连容量为1的边,

对于每条边(u,v),设u在左侧,则在容量图中由u向v连容量为无穷大的边,

那么问题就从选择原图的一个最小点集,转化成选择容量图中的一个最小边集,使得源汇不连通,也就是容量图的最小割

由最大流最小割定理,也就是最大流


因此,二分图最大匹配对应的容量图,与二分图最小点覆盖对应的容量图,在构图上一致

因此,两幅图的最大流在数值上也相等

因此,二分图最大匹配等于二分图最小点覆盖


证毕

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二分图König定理的网络流思路证明

原文:http://blog.csdn.net/hei_nero/article/details/20479361

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