《管理运筹学》分配问题与匈牙利算法
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匈牙利算法详细步骤例题
嘿,朋友们!今天咱就来讲讲这神奇的匈牙利算法。
你可别小瞧它,这玩意儿在好多地方都大有用处呢!
咱先来看个具体的例子吧。
就说有一堆任务,还有一堆人,要把这
些任务分配给这些人,怎么分才能最合理呢?这时候匈牙利算法就闪
亮登场啦!
第一步,咱得弄个表格出来,把任务和人之间的关系都给标上。
比
如说,这个人干这个任务合适不合适呀,合适就标个高分,不合适就
标个低分。
这就好像给他们牵红线似的,得找到最合适的搭配。
然后呢,开始试着给任务找人。
从第一个任务开始,找个最合适的人。
要是这个人还没被别的任务占着,那太好了,直接就配对成功啦!要是已经被占了呢,那就得看看能不能换一换,让大家都更合适。
就好比是跳舞,你得找到最合适的舞伴,跳起来才带劲嘛!要是随
便找个人就跳,那多别扭呀。
这中间可能会遇到一些麻烦,比如好几个人都对同一个任务感兴趣,那可咋办?这就得好好琢磨琢磨啦,得权衡一下,谁更合适。
有时候你会发现,哎呀,怎么这么难呀,怎么都找不到最合适的搭配。
别急别急,慢慢来,就像解一道难题一样,得一点点分析。
咱再说说这算法的奇妙之处。
它就像是一个聪明的红娘,能把最合适的任务和人牵到一起。
你想啊,要是没有它,那咱不得乱点鸳鸯谱呀,那可不行,得把资源都好好利用起来才行呢。
比如说,有五个任务,五个。
匈牙利算法是一种求解指派问题的算法,其步骤如下:对指派问题的系数矩阵进行变换,使每行每列至少有一个元素为“0”。
具体做法是让系数矩阵的每行元素去减去该行的最小元素,再让系数矩阵的每列元素减去该列的最小元素。
从第一行开始,若该行只有一个零元素,就对这个零元素加括号,对加括号的零元素所在的列画一条线覆盖该列。
若该行没有零元素或者有两个以上零元素(已划去的不算在内),则转下一行,依次进行到最后一行。
从第一列开始,若该列只有一个零元素。
就对这个零元素加括号(同样不、考虑已划去的零元素)。
再对加括号的零元素所在行画一条直线覆盖该列。
若该列没有零元素或有两个以上零元素,则转下一列,依次进行到最后一列为止。
重复上述步骤(1)和(2)可能出现3种情况:(5)按定理进行如下变换:①从矩阵未被直线覆盖的数字中找出一个最小的k;②当矩阵中的第i行有直线覆盖时,令;无直线覆盖时。
匈牙利法解决人数与任务数不等的指派问题于凯重庆科技学院经济管理学院物流专业重庆沙坪坝区摘要:本文将讨论运筹学中的指派问题,而且属于非标准指派问题,即人数与任务数不相等的指派问题,应当视为一个多目标决策问题,首先要求指派给个人任务数目两两之间相差不能超过1,其次要求所需总时间最少,并且给出了该类问题的求解方法。
关键词:运筹学指派问题匈牙利算法系数矩阵解矩阵引言:在日常的生产生活中常遇到这样的问题:有n项任务,有n个人员可以去承担这n 项任务,但由于每位人员的特点与专长不同,各对象完成各项任务所用的时间费用或效益不同;有因任务性质要求和管理上需要等原因,每项任务只能由一个人员承担来完成,这就涉及到应该指派哪个人员去完成哪项任务,才能使完成n项任务花费总时间最短,总费用最少,产生的总效益最佳。
我们把这类最优匹配问题称为指派问题或分配问题。
1.指派问题的解法——匈牙利法早在1955年库恩(,该方法是以匈牙利数学家康尼格(koning)提出的一个关于矩阵中0元素的定理为基础,因此得名匈牙利法(The Hungonrian Method of Assignment)1.1匈牙利解法的基本原理和解题思路直观的讲,求指派问题的最优方案就是要在n阶系数矩阵中找出n个分布于不用行不同列的元素使得他们的和最小。
而指派问题的最优解又有这样的性质:若从系数矩阵C(ij)的一行(列)各元素都减去该行(列)的最小元素,得到新矩阵CB(ij),那么以CB(ij)为系数矩阵求得的最优解和原系数矩阵C(ij)求得的最优解相同。
由于经过初等变换得到的新矩阵CB(ij)中每行(列)的最小元素均为“○”,因此求原指派问题C(ij)的最优方案就等于在新矩阵CB(ij)中找出n个分布于不同行不同列的“○”元素(简称为“独立○元素”),这些独立○元素就是CB(ij)的最优解,同时与其对应的原系数矩阵的最优解。
1.2匈牙利法的具体步骤第一步:使指派问题的系数矩阵经过变换在各行各列中都出现○元素。
最佳重分配匈牙利算法
最佳重分配是一种优化问题,它涉及将一组资源分配给一组需求,以最小化分配的总成本或最大化分配的总收益。
匈牙利算法是一种常用的解决这种问题的算法。
匈牙利算法是一种基于图论的算法,用于解决最大匹配问题。
最大匹配问题是指在一个二分图中找到一个最大的匹配,即尽可能多地匹配顶点对。
匈牙利算法的基本思路是从一个顶点开始,通过不断增广路径来找到一个未匹配的顶点。
增广路径指的是一条交替包含未匹配顶点和匹配顶点的路径。
通过不断增广路径,可以增加匹配的数量,直到无法再找到增广路径为止。
最佳重分配问题可以转化为一个最大权匹配问题,其中每个资源和需求之间的权重表示分配的成本或收益。
通过使用匈牙利算法可以找到最大权匹配,从而实现最佳重分配。
总之,匈牙利算法是解决最大匹配问题和最佳重分配问题的常用算法之一,它的基本思路是通过不断增广路径来寻找最大匹配或最大权匹配。
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项目管理匈牙利法
项目管理中的匈牙利法是一种用于解决分配问题的算法,它主要用于在给定成本的情况下,将任务或工作分配给各个员工或部门,以最小化总成本。
以下是匈牙利法的具体步骤:
1.初始化二分图:即将当前项目中的任务和员工分别作为二分图的两部分,并初始化所有的边为0。
2.对每一对任务和员工进行匹配,直到所有的任务都被匹配。
在这个过程中,如果一个任务可以被分配给多个员工,那么这个任务的所有边都会被减去相同的值,这个值应该是所有可能的匹配中最大的成本。
3.检查所有的任务是否都被匹配。
如果没有,那么选择一个没有被匹配的任务,并将所有的边都减去这个任务的成本。
然后重复步骤2。
4.如果所有的任务都被匹配,那么算法结束。
匈牙利法的主要优点是它可以找到最优的分配方案,即总成本最小的方案。
但是它的缺点是它需要大量的计算和时间,特别是在大规模的项目中。
因此,在实际应用中,通常会使用一些近似算法来代替匈牙利法。
匈牙利算法描述
匈牙利算法(Hungarian algorithm)是一种用于解决指派问题的优化算法。
指派问题即在给定若干个任务和执行者之间,找到最佳的任务分配方案,使总体成本最小或总体效益最大。
匈牙利算法的基本思想是通过构建一个初始的匹配矩阵,然后通过一系列的步骤来逐步优化任务分配。
下面是匈牙利算法的主要步骤:
1.构建初始匹配矩阵:根据给定的任务和执行者之间的成本
或效益,构建一个初始的n × n 的匹配矩阵,其中n 表示
任务或执行者的数量。
2.执行最小化匹配:在初始匹配矩阵中,通过找到每一行和
每一列的最小值,并减去该最小值,使得每行和每列都至
少有一个零元素。
3.进行任务分配:在完成步骤2后,判断匹配矩阵中是否存
在完美匹配(即每一行和每一列都有且只有一个零元素)。
如果存在完美匹配,则结束算法,任务分配完成。
如果不
存在完美匹配,则进入下一步。
4.寻找零元素覆盖:在匹配矩阵中查找未被选择的零元素,
并尝试通过最少线覆盖来覆盖所有的零元素,以找到可能
的任务分配方案。
5.更新匹配矩阵:在覆盖了所有的零元素后,根据覆盖线的
位置来对匹配矩阵进行更新和调整,以准备下一次迭代。
6.重复步骤2至步骤5,直到找到合适的任务分配方案或达
到停止条件。
通过上述步骤,匈牙利算法能够找到最佳的任务分配方案,使得总体成本最小或总体效益最大。
该算法的时间复杂度为O(n^4),其中n 表示任务或执行者的数量。
匈牙利算法在实际应用中广泛用于任务分配、资源调度、运输优化等问题。
分配问题匈牙利算法的Matlab实现function [x,fVal]=Hungary(C)% 输出参数:% x--Decision Varables, n*n矩阵% fval--Objective function Value% 输入参数:% C--效益矩阵c=C; %将效益矩阵暂存入c,以下的操作将针对c进行[iMatrixRow,iMatrixCol]=size(c);%求约化矩阵:将效益矩阵的每行每列各减去其最小值c=c-repmat(min(c,[],2),1,iMatrixCol);c=c-repmat(min(c,[],1),iMatrixRow,1);%进行试分配,求出初始分配方案while 1%对所有零元素均已画⊙(inf)或画×(-inf)c=CircleOrCross(c);%划线,决定覆盖所有零元素的最少直线数iIndepentZeroNum=find(c==inf);if length(iIndepentZeroNum)==iMatrixRowbreak;else[Row,Col]=line(c);end%查找没有被直线段覆盖的元素中的最小元素,并存入fMininumVlaue中fMininumVlaue=inf;for i=1:iMatrixRowfor j=1:iMatrixColif Row(i)~=1 && Col(j)~=1 && c(i,j)<fmininumvlaue fMininumVlaue=c(i,j);endendend%修改约化矩阵中的相关数据for i=1:iMatrixRowfor j=1:iMatrixColif c(i,j)==inf||c(i,j)==-infc(i,j)=0;endif Row(i)~=1 && Col(j)~=1c(i,j)=c(i,j)-fMininumVlaue;endif Row(i)==1 && Col(j)==1c(i,j)=c(i,j)+fMininumVlaue;endendendend%返回分配方案及目标函数值fVal=0;for i=1:iMatrixRowfor j=1:iMatrixColif c(i,j)==infx(i,j)=1;fVal=fVal+C(i,j); elsex(i,j)=0;endendend</fmininumvlaue。