1 条题解

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    @ 2024-1-18 15:03:43

    概念

    给定一张二分图,求出一个最小的点集SS,使得图中任意一条边都至少一个端点属于SS。这个问题被称为二分图的最小点覆盖。

    Konig定理

    二分图最小点覆盖包含的点数等于二分图最大匹配包含的边数。

    证明:

    因为最大匹配是原二分图边集的一个子集,并且所有的边都不相交,所以需要从每条匹配边中选出一个端点。因此,最小点覆盖包含的点数不可能小于最大匹配包含的边数。如果能对任意二分图构造出一组点覆盖,其包含的点数等于最大匹配包含的边数那么定理就能得证。

    构造方法:

    1.求出二分图最大匹配

    2.从左部每个非匹配点出发,再执行一次DFS寻找增广路的过程(一定会失败),标记访问过的节点

    3.取左部未被标记的点、右部被标记的点,就得到了二分图的最小点覆盖

    下面证明该构造的正确性。

    1.左部非匹配点一定都被标记--因为它们是出发点

    2.右部非匹配点一定都没被标记--否则就找到了增广路

    3.一对匹配点要么都被标记,要么都没被标记--因为在寻找增广路的过程中,左部匹配点只能通过右部到达。

    在构造中,我们取了左部未被标记的点,右部被标记的点。根据上面的讨论可以发现,恰好是每条匹配边取了一个点,所以选出的点数等于最大匹配包含的边数。

    是否覆盖了所有的边:

    1.匹配边一定被覆盖--因为恰好有一个端点被取走

    2.不存在连接两个非匹配点的边--否则就有长度为1的增广路了

    3.连接左部非匹配点i,右部匹配点j的边--因为i是出发点,所以j一定被访问。而我们取了右部所有被标记的点,因此这样的边也被覆盖。

    4.连接左部匹配点i,右部非匹配点j的边--i一定没有被访问,否则再走到j就找到了增广路。而我们取了左部所有未被标记的点,因此这样的边也被覆盖。

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