Algorithm 最小化配对点的距离
我的问题如下:Algorithm 最小化配对点的距离,algorithm,matrix,hungarian-algorithm,Algorithm,Matrix,Hungarian Algorithm,我的问题如下: Given a number of 2n points, I can calculate the distance between all points and get a symmetrical matrix. Can you create n pairs of points, so that the sum of the distance of all pairs is minimal? EDIT: Every point has to be in one of th
Given a number of 2n points, I can calculate the distance between all points
and get a symmetrical matrix.
Can you create n pairs of points, so that the sum of the distance of all pairs is
minimal?
EDIT: Every point has to be in one of the pairs. Which means that
every point is only allowed to be in one pair.
我天真地尝试使用匈牙利算法,希望它能给我一个赋值,这样赋值是对称的。但这显然不起作用,因为我没有二部图
搜索之后,我找到了,这似乎与我的问题相似,但区别在于,它只是试图找到匹配项,而不是试图最小化某种距离
有人知道类似的问题或解决方案吗?我错过什么了吗?这个问题实际上看起来并没有那么难,但我就是找不出一个最优的解决方案。有一个原始-对偶算法是由Edmonds(Blossom算法)引起的,如果可能的话,你真的不想自己实现它。Vladimir Kolmogorov有一个可能适合您使用的网络流量。max flow是要创建的对数。并计算出它的最小成本 现在这不是保证,只是一种预感 您可以找到最短的一对,匹配它们,然后将其从集合中删除 并递归,直到没有对为止
这显然是次优的。但是我有一个预感,这个次优解与绝对最优解的比例是有界的。希望是使用一些子模块化参数,并将其绑定到全局最优值的(1-1/e)分数,但我没能做到。也许有人可以试试看。 < P>竞争编程3中有一个C++记忆化实现(注记最大N为8):
#包括
#包括
#包括
#包括
使用名称空间std;
int N,目标;
双距离[20][20],备注[1如果我理解正确,您有一个对称矩阵,包含每个点之间的距离?为什么不将该矩阵转换为按距离[起点、终点、距离]排序的集合然后选择前n对?每个点只允许在一对中。如果我只按距离排序,这是不能保证的。我应该将这一点添加到问题描述中。嗯,这确实使问题变得更加困难。但是,你确定匈牙利算法不会起作用吗?与其将其视为一个完整的无向图,不如将每个点分成两个点(源和目标),并将其视为完整的二部有向图。
#include <algorithm>
#include <cmath>
#include <cstdio>
#include <cstring>
using namespace std;
int N, target;
double dist[20][20], memo[1<<16];
double matching(int bitmask)
{
if (memo[bitmask] > -0.5) // Already computed? Then return the result if yes
return memo[bitmask];
if (bitmask == target) // If all students are already matched then cost is zero
return memo[bitmask] = 0;
double ans = 2000000000.0; // Infinity could also work
int p1, p2;
for (p1 = 0; p1 < 2*N; ++p1) // Find first non-matched point
if (!(bitmask & (1 << p1)))
break;
for (p2 = p1 + 1; p2 < 2*N; ++p2) // and pair it with another non-matched point
if (!(bitmask & (1 << p2)))
ans = min(ans, dist[p1][p2]+matching(bitmask| (1 << p1) | (1 << p2)));
return memo[bitmask] = ans;
}
int main()
{
int i,j, caseNo = 1, x[20], y[20];
while(scanf("%d", &N), N){
for (i = 0; i < 2 * N; ++i)
scanf("%d %d", &x[i], &y[i]);
for (i = 0; i < 2*N - 1; ++i)
for (j = i + 1; j < 2*N; ++j)
dist[i][j] = dist[j][i] = hypot(x[i]-x[j], y[i]-y[j]);
// use DP to solve min weighted perfect matching on small general graph
for (i = 0; i < (1 << 16); ++i) memo[i] = -1;
target = (1 << (2 * N)) - 1;
printf("Case %d: %.2lf", caseNo++, matching(0));
}
return 0;
}