Проблема 2D-матрицы: сколько людей могут получить желаемый цвет?

Учитывая битовый массив, такой как следующий:

                      
         C0      C1      C2      C3     C4      C5
      **********************************************
   P0 *  0       0       1       0       1       0 *
   P1 *  0       1       0       0       1       0 *
   P2 *  0       0       0       1       1       0 *
   P3 *  1       0       0       0       0       1 *
   P4 *  0       0       0       0       0       0 *
   P5 *  0       0       0       0       0       0 *
   P6 *  1       0       0       0       0       0 *
      **********************************************

Каждая строка представляет отдельного человека P_i, а каждый столбец представляет другой цвет C_j. Если данная ячейка A[i][j] равна 1, это означает, что человек i хотел бы цвет j. Человек может получить только один цвет, а цвет можно дать только одному человеку.

В общем случае количество людей P > 0, а количество цветов C >= 0.

Как я могу с минимальными затратами времени вычислить максимальное количество людей, которые могут получить желаемый цвет?

Правильным ответом на приведенный выше пример будет 5.

  1. У человека 6 (P6) есть только одно желание, поэтому он получает цвет 0 (C0).
  2. Поскольку C0 теперь занято, у P3 осталось только одно желание, поэтому он получает C5.
  3. P0 получает C2, P1 получает C1 и P2 получает C3.

Моей первой идеей был жадный алгоритм, который просто отдавал предпочтение человеку (то есть строке) с наименьшим количеством нужных цветов. По большей части это работает, но, на мой взгляд, слишком медленно, так как выполняется за время O(P*(P*C)), равное O(n^3), когда n = P = C. Любой идеи к алгоритму (или другой структуре данных), который может решить проблему быстрее?

Это может быть дубликат другого похожего вопроса, но у меня возникли проблемы с поиском правильного названия для типа проблемы, так что терпите меня, если это так.

Каково количество людей и количество цветов? Существуют ли какие-либо другие ограничения, которые могут помочь в оптимизации? Кроме того, не могли бы вы уточнить "просто слишком медленно"?

Abhinav Mathur 15.05.2022 10:00

Вопрос был обновлен, чтобы отразить ввод размеров людей и цветов. Под «просто слишком медленным» я имею в виду, что мой жадный алгоритм работает за время O (n ^ 3). Я ищу что-то более оптимальное, если это возможно.

Elias Ismail 15.05.2022 10:06
Стоит ли изучать PHP в 2026-2027 годах?
Стоит ли изучать PHP в 2026-2027 годах?
Привет всем, сегодня я хочу высказать свои соображения по поводу вопроса, который я уже много раз получал в своем сообществе: "Стоит ли изучать PHP в...
Поведение ключевого слова "this" в стрелочной функции в сравнении с нормальной функцией
Поведение ключевого слова "this" в стрелочной функции в сравнении с нормальной функцией
В JavaScript одним из самых запутанных понятий является поведение ключевого слова "this" в стрелочной и обычной функциях.
Приемы CSS-макетирования - floats и Flexbox
Приемы CSS-макетирования - floats и Flexbox
Здравствуйте, друзья-студенты! Готовы совершенствовать свои навыки веб-дизайна? Сегодня в нашем путешествии мы рассмотрим приемы CSS-верстки - в...
Тестирование функциональных ngrx-эффектов в Angular 16 с помощью Jest
В системе управления состояниями ngrx, совместимой с Angular 16, появились функциональные эффекты. Это здорово и делает код определенно легче для...
Концепция локализации и ее применение в приложениях React ⚡️
Концепция локализации и ее применение в приложениях React ⚡️
Локализация - это процесс адаптации приложения к различным языкам и культурным требованиям. Это позволяет пользователям получить опыт, соответствующий...
Пользовательский скаляр GraphQL
Пользовательский скаляр GraphQL
Листовые узлы системы типов GraphQL называются скалярами. Достигнув скалярного типа, невозможно спуститься дальше по иерархии типов. Скалярный тип...
0
2
61
1
Перейти к ответу Данный вопрос помечен как решенный

Ответы 1

Ответ принят как подходящий

Это классическая проблема, известная как двудольное сопоставление максимальной мощности. Здесь у вас есть двудольный граф, в котором с одной стороны у вас есть вершины, соответствующие людям, а с другой стороны — вершины, соответствующие цветам. Ребро между человеком и цветом существует, если в соответствующем элементе матрицы есть единица.

В общем случае лучшие известные алгоритмы имеют наихудшую производительность O(E*sqrt(V)), где E — количество ребер в графе, а V — количество вершин. Один из таких алгоритмов называется Хопкрофт-Карп. Я бы посоветовал вам прочитать объяснение Википедии, которое я связал.

Другие вопросы по теме