匈牙利算法的Java版本

来源：互联网发布：赛诺数据编辑：程序博客网时间：2024/05/08 21:17

最近一直在做蚁群，都是因为不经意，真是一个不经意。

我在去年的时候得一老师的推荐，跟随我们分院的副院长做项目，而她是我们毕业设计的导师之一。自然而然，

我的毕设跟她这个老师做了。到毕设出题的时候，她让我出一个题目，让别人来做，她出我的题，我就出了。然

后呢，她说，你就做这个题吧，这个题呢，就是之前我贴出来的那个题目～～

之后，老师让我写一篇关于人力资源的文章。我就憋呀憋，终于想起我们运筹学曾经学过的指派问题，着手编

了。递归，让我头痛的递归，放弃。某一天在论文海洋中遨游的时候发现，蚁群算法，不错不错，我喜欢。

最终确定写这个作为人力资源论文。写呀写，越写越深，编呀编，越编越多，体系变庞大了。老师说，既然误打

误撞，就把这个做为毕设吧，于是，我现在的毕设就是蚁群了～～～

蚁群编出来了，老师说，从网上找匈牙利的源程序，验证一下我们的算法执行结果。结果呢，网上匈牙利算法的

程序过来过去就C++那么一个，而且要命的是，这个程序在执行规模为5的问题的时候没有错误，在执行22规模

的时候，执行了3天都出不来个结果，让我对匈牙利算法的实用性产生了极大的怀疑；还找了一个VB做的，我想

不明白，既然贴出这个程序了，怎么就不说明一下，excel文件的格式都不说，唉，极度崩溃了。

这样呢，老师就让我硬着头皮编一个Java版本的，于是我就编了，结果和C++那个效果非常类似，5的成功执行

，22的循环到现在还没出来结果，是昨天下午4点开始执行的。

废了这么多话，该到正题了，贴出我的程序，希望有心人热心指导，本人不胜感激，呵呵

需要注意的是：

系数矩阵文件的格式为下面这样，第一行是问题的规模，运行的时候注意文件的路径，其它的以空格隔开：

5 4 8 7 15 12 7 9 17 14 10 6 9 12 8 7 6 7 14 6 10 6 9 12 10 6

代码：

import java.io.BufferedReader;import java.io.File;import java.io.FileReader;import java.util.*; public class HungarianAlgorithm {static int[][] cost_init;static int[][] cost_temp;static int[] selected;int minRow=-1;StringBuffer notRows=new StringBuffer("");int min=9999;static Vector<String> paths=new Vector<String>(); int numberOfZro=0;//保存独立零元素的个数public void readData(String filepath)  //从文本文件中读取代价矩阵    {    BufferedReader bufread;    String read;    int row=0;     try     {                     //得到文本文件的路径     File file=new File(filepath);     FileReader fileread=new FileReader(file);     bufread=new BufferedReader(fileread);              while((read=bufread.readLine())!=null)     {     String[] c=read.toString().substring(1).split(" ");     if(row==0){     int a=Integer.parseInt(c[0]);     cost_init=new int[a][a];     cost_temp=new int[a][a];     selected=new int[a];     }     else{                  for(int i=0;i<c.length;i++)      {      cost_init[row-1][i]=Integer.parseInt(c[i]);               cost_temp[row-1][i]=Integer.parseInt(c[i]);              selected[row-1]=-1;      }            }      row++;     }//end while     }catch(Exception d){System.out.println("文件读入出错"+d.getMessage());}     // System.out.println("经过方法readData之后的矩阵为：");//     for(int i=0;i<cost_init.length;i++){//         for(int j=0;j<cost_init.length;j++){//     System.out.print(cost_init[i][j]+" ");//         }//         System.out.println();//     }         }//end readDatapublic void processFirst(){//每行每列各剪掉本行本列的最小值，得到的新的矩阵保存在cost_temp中int min=0;for(int i=0;i<cost_temp.length;i++){//开始对行的计算min=cost_temp[i][0];for(int j=0;j<cost_temp.length;j++){if(cost_temp[i][j]><min) min=cost_temp[i][j];}//找到本行的最小值if(min!=0){for(int j=0;j<cost_temp.length;j++){cost_temp[i][j]=cost_temp[i][j]-min;}//找到本行的最小值}//每个元素减去本行的最小值}//-----------------------行计算结束min=0;for(int j=0;j<cost_temp.length;j++){//开始对行的计算min=cost_temp[0][j];for(int i=0;i<cost_temp.length;i++){if(cost_temp[i][j]><min) min=cost_temp[i][j];}//找到本列的最小值if(min!=0){for(int i=0;i<cost_temp.length;i++){cost_temp[i][j]=cost_temp[i][j]-min;}//找到本列的最小值}//每个元素减去本列的最小值}//-----------------------行计算结束//System.out.println("经过方法processFirst处理之后的矩阵为：");//    for(int i=0;i<cost_temp.length;i++){//           for(int j=0;j<cost_temp.length;j++){//           System.out.print(cost_temp[i][j]+" ");//       }//      System.out.println();//      } }//end precessFirstpublic void processSecond(int row){//找到一条独立零元素路径///-------------------------------------------------无迭代//for(int i=0;i<cost_temp.length;i++){//for(int j=0;j<cost_temp.length;j++){//if(cost_temp[i][j]==0 && judge(j)){//selected[i]=j;//break;//}//}//}//----------------------------------------------有迭代 for(int j=0;j<cost_temp.length;j++){selected[row]=-1;if(cost_temp[row][j]==0 && judge(j)){selected[row]=j;if(row!=(cost_temp.length-1)){processSecond(row+1);}}if(row!=(cost_temp.length-1) && j==(cost_temp.length-1)){processSecond(row+1);} if(row==(cost_temp.length-1) && j==(cost_temp.length-1)){String path=new String();           for(int i=0;i<selected.length;i++){//     System.out.print(selected[i]+" ");     path=path+String.valueOf(selected[i])+",";        }//for  //   System.out.println();//System.out.println("一次迭代结束，得到的路径条数为："+paths.size());//-------在插入之前判断selected中非-1的值的个数，如果大于等于当前值就压入，否则不压入int localNumberOfZro=0;for(int i=0;i<selected.length;i++){if(selected[i]!=-1)localNumberOfZro++;}    if(localNumberOfZro>this.numberOfZro){    System.out.println("清空前，独立零元素的个数为："+this.numberOfZro+",已存的记录条数为："+paths.size());    paths=new Vector<String>();//清空Vector，将这个大的值压入this.numberOfZro=localNumberOfZro; paths.add(path); System.out.println("清空后，独立零元素的个数为："+this.numberOfZro);        }    if(localNumberOfZro==this.numberOfZro){                     //判断是否已经有这个元素了，如果有，不加入，没有，则加入    if(ifNotHave(path)){     System.out.println("加入一条记录，现在的总记录数为："+paths.size()+"独立零元素的个数为："+this.numberOfZro);     paths.add(path);//不清空Vector，将这个大的值压入    }    }  }// ifif(row==(cost_temp.length-1) && j==(cost_temp.length-1)) }}//end processSecondpublic boolean ifNotHave(String path){//返回值为真，表示没有包含此条记录boolean r=true;for(int i=0;i<paths.size();i++){  if(paths.elementAt(i).equals(path)){  r=false;  break;  }}return r;}public boolean judge(int colomn){boolean r=false;for(int i=0;i<selected.length;i++){if(selected[i]==colomn){r=false;break;    }//if    else if(i==(selected.length-1)){r=true;break;}//else}//forreturn r;}public void processT(){//得到未被直线覆盖的元素的最小值for(int i=0;i<cost_temp.length;i++){int selectCo=selected[i];if(selectCo==-1){notRows.append(i+",");for(int j=0;j<cost_temp.length;j++){//System.out.println(cost_temp[i][j]);if(cost_temp[i][j]><min && judge(j)) {this.min=cost_temp[i][j];minRow=i;}//if}//for}// end if(selectCo==-1){}// for//---找到未被直线覆盖的最小值//System.out.println("最小值是"+min+",所在行是："+minRow+"未被直线覆盖的行是"+notRows);// System.out.println("没减之前的矩阵为：");//     for(int i=0;i<cost_temp.length;i++){//         for(int j=0;j<cost_temp.length;j++){//     System.out.print(cost_temp[i][j]+" ");//         }//         System.out.println();//     }   }public void sRow(){//未被直线覆盖的行减去最小值String[] rows=notRows.toString().split(",");for(int i=0;i<rows.length;i++){int row=Integer.parseInt(rows[i]);          for(int j=0;j<cost_temp.length;j++){cost_temp[row][j]=cost_temp[row][j]-this.min;}}// System.out.println("经过方法sRow之后的矩阵为：");//     for(int i=0;i<cost_temp.length;i++){//         for(int j=0;j<cost_temp.length;j++){//     System.out.print(cost_temp[i][j]+" ");//         }//         System.out.println();//     }     }public void sCol(){//出现负数的列加为0//找出每列的最小值，如果小于0，给这列加上这个最小值的相反数for(int j=0;j<cost_temp.length;j++){int cloMin=999;for(int i=0;i<cost_temp.length;i++){if(cost_temp[i][j]><cloMin) cloMin=cost_temp[i][j];}//找到本列的最小值if(cloMin><0){for(int i=0;i<cost_temp.length;i++){cost_temp[i][j]=cost_temp[i][j]-cloMin;}//减去本列的最小值}//if}//end j// System.out.println("经过方法sCol之后的矩阵为：");//     for(int i=0;i<cost_temp.length;i++){//         for(int j=0;j<cost_temp.length;j++){//     System.out.print(cost_temp[i][j]+" ");//         }//         System.out.println();//     }   }public static void main(String[] args) {HungarianAlgorithm ha=new HungarianAlgorithm();String filename="C:\\Data\\22C.txt";ha.readData(filename);int iteraiton=1;ha.processFirst();while(true){System.out.println("---------------循环次数为-----------------"+iteraiton);iteraiton++;ha.numberOfZro=0;paths=new Vector><String>();selected=new int[cost_temp.length];for(int i=0;i<selected.length;i++){selected[i]=-1;}ha.min=9999;ha.minRow=-1;ha.notRows=new StringBuffer("");ha.processSecond(0);//得到很多条路径，找出-1最少的这一条付给独立矩阵ha.selectPath();//System.out.println("独立矩阵");//           for(int i=0;i<selected.length;i++){//     System.out.print(selected[i]+" ");//     }//for  //System.out.println();System.out.println("独立零元素的个数为"+ha.numberOfZro);        if(ha.numberOfZro><selected.length){        ha.processT();        ha.sRow();        ha.sCol();                }        else{        System.out.println("最终花费代价为："+ha.getCost(selected)+",分配矩阵为：");        //System.out.println("xuzelu______________");//               for(int i=0;i<selected.length;i++){//     System.out.print(selected[i]+" ");//         }//for  //    System.out.println();               for(int i=0;i<cost_temp.length;i++){         for(int j=0;j<cost_temp.length;j++){     System.out.print(cost_temp[i][j]+" ");         }//for          System.out.println();     }//for             break;        }//else}}public void selectPath(){System.out.println("初步选择的路径的条数："+paths.size());//shuchupathsfor(int i=0;i<paths.size();i++){System.out.println(paths.elementAt(i));}int maxBiao=0;//保存对应的路径的在Vector中的标号返回独立零元素的个数//将独立零元素最大的路径付给selectedPathif(paths.size()!=1){//如果Vector的大小超过1，从中找出对应的代价最大的路径int cost=0;for(int i=0;i<paths.size();i++){String pa=paths.elementAt(i);int costR=getCost(pa);if(costR>cost){maxBiao=i;}}// for}//ifString bestPath=paths.elementAt(maxBiao);String[] a=bestPath.split(",");for(int i=0;i<cost_temp.length;i++){selected[i]=Integer.parseInt(a[i]);}     }//fangfa public int getCost(String path){//根据路径，得到这条路径的代价之和int cost=0;String[] sel=path.split(",");for(int i=0;i<cost_init.length;i++){if(!sel[i].equals("-1")){cost=cost+cost_init[i][Integer.parseInt(sel[i])];}}//for ireturn cost;}public int getCost(int path[]){//根据路径，得到这条路径的代价之和int cost=0;for(int i=0;i<cost_init.length;i++){if(path[i]!=-1){cost=cost+cost_init[i][path[i]];}}//for ireturn cost;} }

有问题之处，还请有兴趣的人指点迷津，呵呵，先谢谢了>