>

>
1x
go to beginning previous frame pause play next frame go to end

A Matching in a graph G = (V, E) is a subset of edges M of a graph G = (V, E) such that no two edges share a common vertex.


Maximum Cardinality Matching (MCM) problem is a Graph Matching problem where we seek a matching M that contains the largest possible number of edges. A desirable but rarely possible result is Perfect Matching where all |V| vertices are matched (assuming |V| is even), i.e., the cardinality of M is |V|/2.


A Bipartite Graph is a graph whose vertices can be partitioned into two disjoint sets U and V such that every edge can only connect a vertex in U to a vertex in V.


Maximum Cardinality Bipartite Matching (MCBM) problem is the MCM problem in a Bipartite Graph, which is a lot easier than MCM problem in a General Graph.


Remarks: By default, we show e-Lecture Mode for first time (or non logged-in) visitor.
If you are an NUS student and a repeat visitor, please login.

🕑

Graph Matching problems (and its variants) arise in various applications, e.g.,

  1. Matching job openings (one disjoint set) to job applicants (the other disjoint set)
  2. The weighted version of #2 is called the Assignment problem
  3. Special-case of some NP-hard optimization problems
    (e.g., MVC, MIS, MPC on DAG, etc)
  4. Deterministic 2-opt Approximation Algorithm for MVC
  5. Sub-routine of Christofides's 1.5-approximation algorithm for TSP, etc...

Pro-tip 1: Since you are not logged-in, you may be a first time visitor (or not an NUS student) who are not aware of the following keyboard shortcuts to navigate this e-Lecture mode: [PageDown]/[PageUp] to go to the next/previous slide, respectively, (and if the drop-down box is highlighted, you can also use [→ or ↓/← or ↑] to do the same),and [Esc] to toggle between this e-Lecture mode and exploration mode.

🕑

In some applications, the weights of edges are not uniform (1 unit) but varies, and we may then want to take MCBM or MCM with minimum (or even maximum) total weight.


This visualization support both unweighted and weighted MCBM, but only works for unweighted MCM.


We do not have immediate plan to add support for weighted MCM and only rely on Dynamic Programming with Bitmask for small graphs solution.


Pro-tip 2: We designed this visualization and this e-Lecture mode to look good on 1366x768 resolution or larger (typical modern laptop resolution in 2021). We recommend using Google Chrome to access VisuAlgo. Go to full screen mode (F11) to enjoy this setup. However, you can use zoom-in (Ctrl +) or zoom-out (Ctrl -) to calibrate this.

🕑

To switch between the unweighted MCBM (default, as it is much more popular), weighted MCBM, and unweighted MCM mode, click the respective header.


Here is an example of MCM mode. In MCM mode, one can draw a General, not necessarily Bipartite graphs. However, the graphs are unweighted (all edges have uniform weight 1).


The available algorithms (and example graphs) are different in each mode.


Pro-tip 3: Other than using the typical media UI at the bottom of the page, you can also control the animation playback using keyboard shortcuts (in Exploration Mode): Spacebar to play/pause/replay the animation, / to step the animation backwards/forwards, respectively, and -/+ to decrease/increase the animation speed, respectively.

🕑

You can view the visualisation here!


For Bipartite Graph visualization, we will mostly layout the vertices of the graph so that the two disjoint sets (U and V) are clearly visible as Left (U) and Right (V) sets. When you draw your input bipartite graph, you can choose to re-layout your bipartite graph into this easier-to-visualize form. However, you do not have to visualize Bipartite Graph in this form, e.g., you can click Grid Graph to load an example grid graph and notice that vertices {0,1,2,3} can form set U and vertices {4,5,6,7,8} can form set V. There is no odd-length cycle in this grid graph.


For General Graph, we do not (and usually cannot) re-layout the vertices into this Left Set and Right Set form.


Initially, edges have grey color. Matched edges will have black color. Free/Matched edges along an augmenting path will have Orange/Light Blue colors, respectively.

🕑

There are four different sources for specifying an input graph:

  1. Edit Graph: You can draw any undirected unweighted graph as the input graph.
    However, due to the way we visualize our MCBM algorithms, we need to impose one additional graph drawing constraint that does not exist in the actual MCBM problems. That constraint is that vertices on the left set are numbered from [0, n), and vertices on the right set are numbered from [n, n+m). You do not have to visually draw them in left-right sets form, as shown in this Grid Graph example.
  2. Input Graph: This is a new (not fully tested) feature.
  3. Modeling: Several graph problems can be reduced into an MCBM problem. In this visualization, we have the modeling examples for the famous Rook Attack problem and standard MCBM problem (also valid in MCM mode).
  4. Example Graphs: You can select from the list of our example graphs to get you started. The list of examples is slightly different in the two MCBM vs MCM modes.
🕑
Slide ini merupakan sebuah stub dan akan diluaskan dengan penjelasan masalah ini dan bagaimana cara mengintepretasikan graf bipartit yang dibuat.
🕑
Anda dapat membuat sembarang graf bipartit (kecil) dengan n/m simpul di kiri/kanan, dan aturkan densitas sisi-sisinya, dengan 100% merupakan graf bipartit komplet Kn,m dan 0% merupakan graf bipartit tanpa sisi.
🕑

There are several Max Cardinality Bipartite Matching (MCBM) algorithms in this visualization, plus one more in Max Flow visualization:

  1. By reducing MCBM problem into a Max-Flow problem in polynomial time,
    we can actually use any Max Flow algorithm to solve MCBM.
  2. O(V×E) Augmenting Path Algorithm (without greedy pre-processing),
  3. O(√(V)×E) Dinic's or Hopcroft-Karp Algorithm,
  4. O(k×E) Augmenting Path Algorithm (with randomized greedy pre-processing),

PS1: Although possible, we will likely not use O(V3) Edmonds' Matching Algorithm if the input is guaranteed to be a Bipartite Graph (as it is much slower).

PS2: Although possible, we will also likely not use O(V3) Kuhn-Munkres Algorithm if the input is guaranteed to be an unweighted Bipartite Graph (again, as it is much slower).

🕑

The MCBM problem can be modeled (or reduced into) as a Max Flow problem in polynomial time.


Go to Max Flow visualization page and see the flow graph modeling of MCBM problem (select Modeling → Bipartite Matching → all 1). Basically, create a super source vertex s that connects to all vertices in the left set and also create a super sink vertex t where all vertices in the right set connect to t. Keep all edges in the flow graph directed from source to sink and with unit weight 1.


If we use one of the earliest Max Flow algorithm, i.e., a simple Ford-Fulkerson algorithm, the time complexity will be tighter than O(M×E) as all edge weights in the flow graph are unit weight so the max flow value M ≤ V, i.e., so O(V×E) overall.


If we use one of the fastest Max Flow algorithm, i.e., Dinic's algorithm on this flow graph, we can find Max Flow = MCBM in O(√(V)×E) time — the analysis is omitted for now. This allows us to solve MCBM problem with V ∈ [1000..1500] in a typical 1s allowed runtime in many programming competitions.


Discussion: Must the edges in the flow graph be directed or can they be undirected? Explain.

🕑

The content of this interesting slide (the answer of the usually intriguing discussion point from the earlier slide) is hidden and only available for legitimate CS lecturer worldwide. This mechanism is used in the various flipped classrooms in NUS.


If you are really a CS lecturer (or an IT teacher) (outside of NUS) and are interested to know the answers, please drop an email to stevenhalim at gmail dot com (show your University staff profile/relevant proof to Steven) for Steven to manually activate this CS lecturer-only feature for you.


FAQ: This feature will NOT be given to anyone else who is not a CS lecturer.

🕑

Sebenarnya, kita bisa berhenti di sini, yaitu, ketika diberikan masalah MCBM (atau yang terkait), kita bisa langsung menguranginya menjadi masalah Max Flow dan menggunakan algoritma Max Flow (yang tercepat).


Namun, ada algoritma Pencocokan Graf yang jauh lebih sederhana yang akan kita lihat dalam beberapa slide berikutnya. Algoritma ini didasarkan pada sebuah teorema penting dan dapat diimplementasikan sebagai variasi mudah dari algoritma DFS standar.

🕑

Jalur Augmentasi adalah jalur yang dimulai dari simpul bebas (tidak dipasangkan) u dalam graf G (perhatikan bahwa G tidak harus graf bipartit, meskipun jalur augmentasi, jika ada, jauh lebih mudah ditemukan dalam graf bipartit), bergantian melalui sisi yang tidak dipasangkan (atau bebas/'f'), dipasangkan (atau 'm'), ..., sisi tidak dipasangkan ('f') dalam G, hingga berakhir di simpul bebas lain v. Pola dari jalur augmentasi apa pun adalah fmf...fmf dan memiliki panjang ganjil.


Jika kita membalik status sisi sepanjang jalur augmentasi tersebut, yaitu dari fmf...fmf menjadi mfm...mfm, kita akan menambah jumlah sisi dalam set pencocokan M sebanyak 1 unit dan menghilangkan jalur augmentasi ini.


Pada tahun 1957, Claude Berge mengusulkan theorem berikut:
Pencocokan M dalam graf G adalah maksimum jika dan hanya jika tidak ada lagi jalur augmentasi dalam G.


Diskusi: Dalam kelas, buktikan kebenaran teorema Berge!
Dalam praktiknya, kita bisa menggunakannya apa adanya.

🕑

Pembuktian mengklaim jika dan hanya jika, sehingga ada dua bagian:
arah maju dan arah mundur.

Pembuktian arah maju lebih mudah:
M∈G adalah maksimum → tidak ada jalur augmentasi dalam G terhadap M.

Pembuktian arah mundur sedikit lebih sulit:
M∈G adalah maksimum ← tidak ada jalur augmentasi dalam G terhadap M.

🕑

Pembuktian dengan kontradiksi:
Andaikan M∈G adalah pencocokan maksimum tetapi G masih memiliki jalur augmentasi terkait dengan pencocokan M.

Sekarang, jalur augmentasi ini: fmf...fmf (yang memiliki panjang ganjil) dapat dibalik menjadi pencocokan lain M' yang menghapus sisi yang sebelumnya dicocokkan (yang 'm') dan mengambil sisi lain yang bebas (yang 'f') sepanjang jalur augmentasi. Dengan demikian, |M'| = |M|+1.

Ini bertentangan dengan pernyataan bahwa M adalah pencocokan maksimum.

Jadi, jika M∈G adalah maksimum → tidak ada lagi jalur augmentasi terkait dengan pencocokan M di G.

🕑

Bagian ini biasanya sulit dipahami dalam satu kali baca. Harap baca dengan cermat.

Kami menggunakan pembuktian dengan kontradiksi lagi:
Misalkan tidak ada jalur augmentasi di G terkait dengan M tetapi MG tidak maksimum,
yaitu, ada M' yang lebih besar dari M.

Pertama, kita ambil selisih simetris dari M' dan M untuk menghasilkan graf baru G' yang memiliki simpul yang sama dengan G, tetapi hanya memiliki sisi yang terlibat dalam M' atau M (tetapi tidak keduanya).

Mari kita amati graf baru G' ini. Perhatikan bahwa G' hanya akan terdiri dari simpul-simpul dengan degree 0 (simpul terisolasi, kita abaikan), degree 1 (titik akhir dari jalur augmentasi), atau degree 2 (di tengah jalur augmentasi, simpul yang menghubungkan sisi di M dan sisi lain di M'). Graf dengan degree tidak lebih dari 2 hanya dapat terdiri dari jalur atau siklus.


Pada jalur dan siklus, kita memiliki dua sub-kemungkinan: panjang ganjil atau genap.

Jika G' mengandung jalur dengan panjang genap (seperti yang ditunjukkan saat ini), itu tidak membantu pembuktian ini (karena ini menyiratkan |M| = |M'|, yaitu M' tidak lebih besar dari M).

🕑

Kita dapat memiliki siklus dengan panjang genap (seperti yang ditunjukkan saat ini di latar belakang) tetapi ini tidak membantu dengan pembuktian ini (karena ini menyiratkan |M| = |M'|, yaitu, M' tidak lebih besar dari M).

Kita tidak akan memiliki siklus dengan panjang ganjil karena sisi-sisi dalam G' hanya berasal dari M dan M' (gambar sebuah segitiga yang merupakan siklus dengan panjang ganjil terkecil dan yakinkan diri Anda bahwa setelah menetapkan satu sisi ke M dan sisi lainnya ke M', kita tidak dapat menetapkan sisi ketiga dari segitiga ke M atau M' — situasi yang sama berlaku untuk siklus panjang ganjil yang lebih panjang lainnya).

🕑

Lastly, we can have odd-length path where the path starts and ends with edges from the 'larger' M' and edges in M are slightly inside, that fmf...fmf pattern. Now what is this? This is an augmenting path w.r.t. M. We earlier claimed that is no augmenting path in G w.r.t M, so again we arrive at a contradiction.


Overall conclusion: Berge's theorem is not only the core mechanism behind the Augmenting Path algorithm, but it also lays the groundwork for algorithms that will be discussed later on, like Kuhn-Munkres (Hungarian) and Edmonds' Matching.

🕑

Recall: Berge's theorem states:
A matching M in graph G is maximum iff there is no more augmenting path in G.


The Augmenting Path Algorithm (on Bipartite Graph) is a simple O(V*(V+E)) = O(V2 + V×E) = O(V×E) implementation (a modification of DFS) of that theorem: Find and then eliminate augmenting paths in Bipartite Graph G.


Click Augmenting Path Algorithm Demo to visualize this algorithm on a special test case called X̄ (X-bar).


Basically, this Augmenting Path Algorithm scans through all vertices on the left set (that were initially free vertices) one by one. Suppose L on the left set is a free vertex, this algorithm will recursively (via modification of DFS) go to a vertex R on the right set:

  1. If R is another free vertex, we have found one augmenting path (e.g., Augmenting Path 0-2 initially), and
  2. If R is already matched (this information is stored at match[R]), we immediately return to the left set and recurse (e.g, path 1-2-immediately return to 0-then 0-3, to find the second Augmenting Path 1-2-0-3)
🕑
vi match, vis;           // global variables

int Aug(int L) { // similar with DFS algorithm
if (vis[L]) return 0; // L visited, return 0
vis[L] = 1;
for (auto& R : AL[L])
if ((match[R] == -1) || Aug(match[R])) { // the key part
match[R] = L; // flip status
return 1; // found 1 matching
}
return 0; // Augmenting Path is not found
}
🕑
// pada int main(), buat graf bipartitnya
// gunakan sisi-sisi terarah dari himpunan kiri (dengan ukuran VLeft) ke himpunan kanan
int MCBM = 0;
match.assign(V, -1);
for (int L = 0; L < VLeft; ++L) { // coba semua simpul kiri
vis.assign(VLeft, 0);
MCBM += Aug(L); // temukan jalur augmentasi mulai dari L
}
printf("Found %d matchings\\n", MCBM);

Anda bisa melihat implementasi penuh di situs pendamping buku Competitive Programming: mcbm.cpp | py | java | ml.

🕑

If we are given a Complete Bipartite Graph KN/2,N/2, i.e.,
V = N/2+N/2 = N and E = N/2×N/2 = N2/4 ≈ N2, then
the Augmenting Path Algorithm discussed earlier (that process neighbouring vertices in increasing vertex number) will run in O(V×E) = O(N×N2) = O(N3).


This is only OK for V ∈ [400..500] in a typical 1s allowed runtime in many programming competitions.


Try executing the standard Augmenting Path Algorithm on this Extreme Test Case, which is an almost complete K5,5 Bipartite Graph.


It feels bad, especially on the latter iterations...
So, should we avoid using this simple Augmenting Path algorithm?

🕑

The key idea of Hopcroft-Karp (HK) Algorithm (invented in 1973) is identical to Dinic's Max Flow Algorithm, i.e., prioritize shortest augmenting paths (in terms of number of edges used) first. That's it, augmenting paths with 1 edge are processed first before longer augmenting paths with 3 edges, 5 edges, 7 edges, etc (the length always increase by 2 due to the nature of augmenting path in a Bipartite Graph).


Hopcroft-Karp Algorithm has time complexity of O(√(V)×E) — analysis omitted for now. This allows us to solve MCBM problem with V ∈ [1000..1500] in a typical 1s allowed runtime in many programming competitions — the similar range as with running Dinic's algorithm on Bipartite Matching flow graph.


Try HK Algorithm on the same Extreme Test Case earlier. You will notice that HK Algorithm can find the MCBM in a much faster time than the previous standard O(V×E) Augmenting Path Algorithm.


Since Hopcroft-Karp algorithm is essentially also Dinic's algorithm, we treat both as 'approximately equal'.

🕑

However, we can actually make the easy-to-code Augmenting Path Algorithm discussed earlier to avoid its worst case O(V×E) behavior by doing O(V+E) randomized (to avoid adversary test case) greedy pre-processing (not just about randomizing the list of neighbors of each vertex) before running the actual algorithm.


This O(V+E) additional pre-processing step is simple: For every vertex on the left set, match it with a randomly chosen unmatched neighbouring vertex on the right set. This way, we eliminate many trivial (one-edge) Augmenting Paths that consist of a free vertex u, an unmatched edge (u, v), and a free vertex v.


Try Augmenting Path Algorithm Plus on the same Extreme Test Case earlier. Notice that the pre-processing step already eliminates many trivial 1-edge augmenting paths, making the actual Augmenting Path Algorithm only need to do little amount of additional work.

🕑

Quite often, on randomly generated Bipartite Graph, the randomized greedy pre-processing step has cleared most of the matchings.


However, we can construct test case like: Example Graphs, Corner Case, Rand Greedy AP Killer to make randomization as ineffective as possible. For every group of 4 vertices, there are 2 matchings. Random greedy processing has 50% chance of making mistake per group (but since each group has only short Augmenting Paths, the fixes are not 'long'). Try this Test Case with Multiple Components case to see for yourself.


The worst case time complexity is no longer O(V×E) but now O(k×E) where k is a small integer, much smaller than V, k can be as small as 0 and is at most V/2 (any maximal matching, as with this case, has size of at least half of the maximum matching). In our empirical experiments, we estimate k to be "about √(V)" too on randomly generated bipartite graphs (not the special case that is currently shown). This version of Augmenting Path Algorithm Plus also allows us to solve MCBM problem with V ∈ [1000..1500] in a typical 1s allowed runtime in many programming competitions.

🕑

So, when presented with an MCBM problem, which route should we take?

  1. Reduce the MCBM problem into Max-Flow and use Dinic's algorithm (essentially Hopcroft-Karp algorithm) and gets O(√(V)×E) theoretical performance guarantee but with a much longer implementation?
  2. Use Augmenting Path algorithm with Randomized Greedy Processing with O(k×E) performance with good empirical results and a much shorter implementation?

Discussion: Discuss these two routes!

🕑

The content of this interesting slide (the answer of the usually intriguing discussion point from the earlier slide) is hidden and only available for legitimate CS lecturer worldwide. This mechanism is used in the various flipped classrooms in NUS.


If you are really a CS lecturer (or an IT teacher) (outside of NUS) and are interested to know the answers, please drop an email to stevenhalim at gmail dot com (show your University staff profile/relevant proof to Steven) for Steven to manually activate this CS lecturer-only feature for you.


FAQ: This feature will NOT be given to anyone else who is not a CS lecturer.

🕑

The content of this interesting slide (the answer of the usually intriguing discussion point from the earlier slide) is hidden and only available for legitimate CS lecturer worldwide. This mechanism is used in the various flipped classrooms in NUS.


If you are really a CS lecturer (or an IT teacher) (outside of NUS) and are interested to know the answers, please drop an email to stevenhalim at gmail dot com (show your University staff profile/relevant proof to Steven) for Steven to manually activate this CS lecturer-only feature for you.


FAQ: This feature will NOT be given to anyone else who is not a CS lecturer.

🕑

The content of this interesting slide (the answer of the usually intriguing discussion point from the earlier slide) is hidden and only available for legitimate CS lecturer worldwide. This mechanism is used in the various flipped classrooms in NUS.


If you are really a CS lecturer (or an IT teacher) (outside of NUS) and are interested to know the answers, please drop an email to stevenhalim at gmail dot com (show your University staff profile/relevant proof to Steven) for Steven to manually activate this CS lecturer-only feature for you.


FAQ: This feature will NOT be given to anyone else who is not a CS lecturer.

🕑

The content of this interesting slide (the answer of the usually intriguing discussion point from the earlier slide) is hidden and only available for legitimate CS lecturer worldwide. This mechanism is used in the various flipped classrooms in NUS.


If you are really a CS lecturer (or an IT teacher) (outside of NUS) and are interested to know the answers, please drop an email to stevenhalim at gmail dot com (show your University staff profile/relevant proof to Steven) for Steven to manually activate this CS lecturer-only feature for you.


FAQ: This feature will NOT be given to anyone else who is not a CS lecturer.

🕑

The content of this interesting slide (the answer of the usually intriguing discussion point from the earlier slide) is hidden and only available for legitimate CS lecturer worldwide. This mechanism is used in the various flipped classrooms in NUS.


If you are really a CS lecturer (or an IT teacher) (outside of NUS) and are interested to know the answers, please drop an email to stevenhalim at gmail dot com (show your University staff profile/relevant proof to Steven) for Steven to manually activate this CS lecturer-only feature for you.


FAQ: This feature will NOT be given to anyone else who is not a CS lecturer.

🕑

The content of this interesting slide (the answer of the usually intriguing discussion point from the earlier slide) is hidden and only available for legitimate CS lecturer worldwide. This mechanism is used in the various flipped classrooms in NUS.


If you are really a CS lecturer (or an IT teacher) (outside of NUS) and are interested to know the answers, please drop an email to stevenhalim at gmail dot com (show your University staff profile/relevant proof to Steven) for Steven to manually activate this CS lecturer-only feature for you.


FAQ: This feature will NOT be given to anyone else who is not a CS lecturer.

🕑

The content of this interesting slide (the answer of the usually intriguing discussion point from the earlier slide) is hidden and only available for legitimate CS lecturer worldwide. This mechanism is used in the various flipped classrooms in NUS.


If you are really a CS lecturer (or an IT teacher) (outside of NUS) and are interested to know the answers, please drop an email to stevenhalim at gmail dot com (show your University staff profile/relevant proof to Steven) for Steven to manually activate this CS lecturer-only feature for you.


FAQ: This feature will NOT be given to anyone else who is not a CS lecturer.

🕑

The content of this interesting slide (the answer of the usually intriguing discussion point from the earlier slide) is hidden and only available for legitimate CS lecturer worldwide. This mechanism is used in the various flipped classrooms in NUS.


If you are really a CS lecturer (or an IT teacher) (outside of NUS) and are interested to know the answers, please drop an email to stevenhalim at gmail dot com (show your University staff profile/relevant proof to Steven) for Steven to manually activate this CS lecturer-only feature for you.


FAQ: This feature will NOT be given to anyone else who is not a CS lecturer.

🕑

The content of this interesting slide (the answer of the usually intriguing discussion point from the earlier slide) is hidden and only available for legitimate CS lecturer worldwide. This mechanism is used in the various flipped classrooms in NUS.


If you are really a CS lecturer (or an IT teacher) (outside of NUS) and are interested to know the answers, please drop an email to stevenhalim at gmail dot com (show your University staff profile/relevant proof to Steven) for Steven to manually activate this CS lecturer-only feature for you.


FAQ: This feature will NOT be given to anyone else who is not a CS lecturer.

🕑

NEW FOR 2025. We have just added Min-Cost-Max-Flow (mcmf) in maxflow visualization and Hungarian/Kuhn-Munkres visualization in this VisuAlgo page.


However, these features are still experimental and maybe different from the way these algorithms were written back in July 2020 for CP4.


Do report to Prof Halim if you encounter technical issue(s).

🕑

The content of this interesting slide (the answer of the usually intriguing discussion point from the earlier slide) is hidden and only available for legitimate CS lecturer worldwide. This mechanism is used in the various flipped classrooms in NUS.


If you are really a CS lecturer (or an IT teacher) (outside of NUS) and are interested to know the answers, please drop an email to stevenhalim at gmail dot com (show your University staff profile/relevant proof to Steven) for Steven to manually activate this CS lecturer-only feature for you.


FAQ: This feature will NOT be given to anyone else who is not a CS lecturer.

🕑

Ketika pencocokan graf diterapkan pada graf umum (masalah MCM), menemukan Jalur Augmentasi menjadi jauh lebih sulit. Faktanya, sebelum Jack Edmonds menerbitkan paper terkenalnya yang berjudul "Paths, Trees, and Flowers" pada tahun 1965, masalah MCM ini dianggap sebagai masalah optimisasi (NP-)hard.


Ada dua algoritma Pencocokan Kardinalitas Maksimum (MCM) dalam visualisasi ini:

  1. O(V^3) Algoritma Pencocokan Edmonds (tanpa preprocessing greedy),
  2. O(V^3) Algoritma Pencocokan Edmonds (dengan preprocessing greedy),

🕑

Dalam Graf Umum (seperti graf yang ditunjukkan di latar belakang yang memiliki |MCM| = 4), kita mungkin memiliki siklus panjang ganjil. Augmenting Path tidak terdefinisi dengan baik dalam graf semacam itu, sehingga kita tidak dapat dengan mudah mengimplementasikan teorema Claude Berge seperti yang kita lakukan dengan Graf Bipartit.


Jack Edmonds menyebut jalur yang dimulai dari simpul bebas u, bergantian antara sisi bebas, dipasangkan, ..., sisi bebas, dan kembali ke simpul bebas yang sama u sebagai Blossom. Situasi ini hanya mungkin terjadi jika kita memiliki siklus panjang ganjil, yaitu, dalam Graf tak-Bipartit. Sebagai contoh, anggap sisi 1-2 telah dipasangkan dalam graf yang ditunjukkan di latar belakang, maka jalur 3-1=2-3 adalah blossom.


Edmonds kemudian mengusulkan Algoritma Blossom shrinking/contraction and expansion untuk menyelesaikan masalah ini. Untuk detail tentang cara kerja algoritma ini, baca CP4 Bagian 9.28 karena visualisasi algoritma pencocokan Edmonds saat ini di VisuAlgo masih 'agak terlalu sulit untuk dipahami' oleh pemula, coba Edmonds' Matching. Dalam kelas langsung di NUS, langkah-langkah ini akan dijelaskan secara verbal.


Algoritma ini dapat diimplementasikan dalam O(V^3).

🕑

Algoritma Pencocokan Edmonds Plus O(V^3)

Sama seperti Algoritma Jalur Augmentasi Plus untuk masalah MCBM, kita juga dapat melakukan langkah preprocessing acak untuk menghilangkan sebanyak mungkin 'pencocokan sepele' sebelumnya. Ini mengurangi jumlah pekerjaan Algoritma Pencocokan Edmonds, sehingga menghasilkan kompleksitas waktu yang lebih cepat — analisis akan datang.

🕑

We have not added the visualization(s) for weighted variant of MCM problem. They are for future work.


The Hungarian (Kuhn-Munkres) algorithm visualization for weighted MCBM is very new and requires users testing, thus do report if you encounter technical issue(s).

🕑

Untuk memperkuat pemahaman Anda tentang masalah Graf Matching ini, variasinya, dan berbagai solusi yang mungkin, silakan coba menyelesaikan sebanyak mungkin dari masalah kompetisi pemrograman yang tercantum di bawah ini:

  1. MCBM Standar (tetapi memperlukan algoritma cepat): Kattis - flippingcards
  2. Greedy Bipartite Matching: Kattis - froshweek2
    (anda tidak perlu menggunakan sebuha algoritma MCBM spesifik untuk soal ini,
    faktanya, akan terlalu lambat jika Anda menggunakan algoritma apa pun yang dibahas di sini.)
  3. Kasus spesial dari sebuah masalah optimisasi NP-hard: Kattis - bilateral
  4. MCBM berbobot yang lumayan jelas: Kattis - engaging
🕑

Untuk menyelesaikan soal-soal lomba programming tersebut, anda dapat menggunakan dan/atau memodifikasi implementasi kami untuk Algoritma Jalur Augmentasi (dengan Preprocessing Greedy Acak): mcbm.cpp | py | java | ml


You have reached the last slide. Return to 'Exploration Mode' to start exploring!

Note that if you notice any bug in this visualization or if you want to request for a new visualization feature, do not hesitate to drop an email to the project leader: Dr Steven Halim via his email address: stevenhalim at gmail dot com.

🕑

Ubah Graf

Input Graph

Modeling

Graf-Graf Contoh

Augmenting Path

>

Rook Attack

Generate Random Bipartite Graph, specify n, m, and edge density

Generate Random Weighted Bipartite Graph, specify n

K2,2

F-mod

Corner Case

Special Case

Performance Test

Matching with Capacity

waif (WA)

CP4 3.11a*

CP4 3.11b*

Theorem

Sample Weighted Bipartite

Sample Weighted Bipartite TUM

Sample Weighted CP4 9.24 UVa 10746

Standard

Dengan Pemasangan Acak sebelum diproses

Hopcroft Karp

Edmonds Blossom

Edmonds Blossom + Greedy

Hungarian

Tentang Tim Syarat Guna Kebijakan Privasi

Tentang

VisuAlgo digagas pada tahun 2011 oleh Associate Professor Steven Halim sebagai alat untuk membantu murid-muridnya mengerti struktur-struktur data dan algoritma-algoritma, dengan memampukan mereka untuk mempelajari dasar-dasarnya secara otodidak dan dengan kecepatan mereka sendiri.


VisuAlgo mempunya banyak algoritma-algoritma tingkat lanjut yang dibahas didalam buku Dr. Steven Halim ('Competitive Programming', yang ditulis bersama adiknya Dr. Felix Halim dan temannya Dr. Suhendry Effendy) dan lebih lagi. Hari ini, beberapa dari visualisasi/animasi algoritma-algoritma tingkat lanjut ini hanya ditemukan di VisuAlgo.


Meskipun pada khususnya didesain untuk murid-murid National University of Singapore (NUS) yang mengambil berbagai kelas-kelas struktur data dan algoritma (contoh: CS1010/setara, CS2040/setara (termasuk IT5003), CS3230, CS3233, dan CS4234), sebagai pendukung pembelajaran online, kami berharap bahwa orang-orang di berbagai belahan dunia menemukan visualisasi-visualisasi di website ini berguna bagi mereka juga.


VisuAlgo tidak didesain untuk layar sentuh kecil (seperti smartphones) dari awalnya karena kami harus membuat banyak visualisasi-visualisasi algoritma kompleks yang membutuhkan banyak pixels dan gestur klik-dan-tarik untuk interaksinya. Resolusi layar minimum untuk pengalaman pengguna yang lumayan adalah 1366x768 dan hanya halaman utama VisuAlgo yang secara relatif lebih ramah dengan layar kecil. Tetapi, kami sedang bereksperimen dengan versi mobil (kecil) dari VisuAlgo yang akan siap pada April 2022.


VisuAlgo adalah proyek yang sedang terus berlangsung dan visualisasi-visualisasi yang lebih kompleks sedang dibuat. Pada saat ini, platform ini mempunyai 24 modul visualisasi.


Perkembangan yang paling menarik adalah pembuatan pertanyaan otomatis (sistem kuis online) yang bisa dipakai oleh murid-murid untuk menguji pengetahuan mereka tentang dasar struktur-struktur data dan algoritma-algoritma. Pertanyaan-pertanyaan dibuat secara acak dengan semacam rumus dan jawaban-jawaban murid-murid dinilai secara instan setelah dikirim ke server penilai kami. Sistem kuis online ini, saat sudah diadopsi oleh banyak dosen Ilmu Komputer diseluruh dunia, seharusnya bisa menghapuskan pertanyaan-pertanyaan dasar tentang struktur data dan algoritma dari ujian-ujian di banyak Universitas. Dengan memberikan bobot kecil (tapi tidak kosong) supaya murid-murid mengerjakan kuis online ini, seorang dosen Ilmu Komputer dapat dengan signifikan meningkatkan penguasaan materi dari murid-muridnya tentang pertanyaan-pertanyaan dasar ini karena murid-murid mempunyai kesempatan untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan ini yang bisa dinilai secara instan sebelum mereka mengambil kuis online yang resmi. Mode latihan saat ini mempunyai pertanyaan-pertanyaan untuk 12 modul visualisasi. Kami akan segera menambahkan pertanyaan-pertanyaan untuk 12 modul visualisasi yang lainnya sehingga setiap setiap modul visualisasi di VisuAlgo mempunyai komponen kuis online.


Kami telah menerjemahkan halaman-halaman VisuALgo ke tiga bahasa-bahasa utama: Inggris, Mandarin, dan Indonesia. Saat ini, kami juga telah menulis catatan-catatan publik tentang VisuAlgo dalam berbagai bahasa, termasuk Bahasa Indonesia, Korea, Vietnam, dan Thai:

id, kr, vn, th.

Tim

Pemimpin & Penasihat Proyek (Jul 2011-sekarang)
Associate Professor Steven Halim, School of Computing (SoC), National University of Singapore (NUS)
Dr Felix Halim, Senior Software Engineer, Google (Mountain View)

Murid-Murid S1 Peniliti 1
CDTL TEG 1: Jul 2011-Apr 2012: Koh Zi Chun, Victor Loh Bo Huai

Murid-Murid Proyek Tahun Terakhir/UROP 1
Jul 2012-Dec 2013: Phan Thi Quynh Trang, Peter Phandi, Albert Millardo Tjindradinata, Nguyen Hoang Duy
Jun 2013-Apr 2014 Rose Marie Tan Zhao Yun, Ivan Reinaldo

Murid-Murid S1 Peniliti 2
CDTL TEG 2: May 2014-Jul 2014: Jonathan Irvin Gunawan, Nathan Azaria, Ian Leow Tze Wei, Nguyen Viet Dung, Nguyen Khac Tung, Steven Kester Yuwono, Cao Shengze, Mohan Jishnu

Murid-Murid Proyek Tahun Terakhir/UROP 2
Jun 2014-Apr 2015: Erin Teo Yi Ling, Wang Zi
Jun 2016-Dec 2017: Truong Ngoc Khanh, John Kevin Tjahjadi, Gabriella Michelle, Muhammad Rais Fathin Mudzakir
Aug 2021-Apr 2023: Liu Guangyuan, Manas Vegi, Sha Long, Vuong Hoang Long, Ting Xiao, Lim Dewen Aloysius

Murid-Murid S1 Peniliti 3
Optiver: Aug 2023-Oct 2023: Bui Hong Duc, Tay Ngan Lin

Murid-Murid Proyek Tahun Terakhir/UROP 3
Aug 2023-Apr 2024: Xiong Jingya, Radian Krisno, Ng Wee Han, Tan Chee Heng
Aug 2024-Apr 2025: Edbert Geraldy Cangdinata, Huang Xing Chen, Nicholas Patrick

List of translators who have contributed ≥ 100 translations can be found at statistics page.

Ucapan Terima Kasih
NUS CDTL gave Teaching Enhancement Grant to kickstart this project.

For Academic Year 2023/24 - present (currently AY 2025/26) - generous donations from Optiver will be used to further develop VisuAlgo.

Syarat Guna

VisuAlgo bebas biaya untuk komunitas Ilmu Komputer di dunia. Jika anda menyukai VisuAlgo, satu-satunya "pembayaran" yang kami minta dari anda adalah agar anda menceritakan keberadaan VisuAlgo kepada murid-murid/dosen-dosen Ilmu Komputer. Anda dapat menceritakan tentang VisuAlgo melewati media sosial yang anda tahu lewat postingan Facebook/Twitter/Instagram/TikTok, situs mata kuliah, ulasan di blog, email-email, dsb.


Mahasiswa dan pengajar Struktur Data dan Algoritma (DSA) dipersilakan untuk menggunakan situs web ini langsung untuk kelas mereka. Jika Anda mengambil tangkapan layar atau video dari situs ini, Anda dapat menggunakannya di tempat lain, asalkan mencantumkan URL situs web ini (https://visualgo.net) dan/atau daftar publikasi di bawah sebagai referensi. Namun, harap hindari mengunduh file sisi-klien VisuAlgo dan menghostingnya di situs web Anda, karena ini dianggap sebagai plagiarisme. Saat ini, kami tidak mengizinkan orang lain untuk melakukan fork proyek ini atau membuat varian VisuAlgo. Penggunaan pribadi salinan offline dari sisi-klien VisuAlgo diperbolehkan.


Harap diperhatikan bahwa komponen kuis online VisuAlgo memiliki elemen sisi-server yang substansial, dan tidak mudah menyimpan skrip dan basis data sisi-server secara lokal. Saat ini, publik umum hanya dapat mengakses sistem kuis online melalui 'mode latihan.' 'Mode uji' menawarkan lingkungan yang lebih terkontrol untuk menggunakan pertanyaan yang dihasilkan secara acak dan verifikasi otomatis dalam ujian-ujian nyata di NUS.


Daftar Publikasi


Karya ini telah dipresentasikan singkat pada CLI Workshop sewaktu ACM ICPC World Finals 2012 (Poland, Warsaw) dan pada IOI Conference di IOI 2012 (Sirmione-Montichiari, Italy). Anda bisa mengklik link ini untuk membaca makalah kami tahun 2012 tentang sistem ini (yang belum disebut sebagai VisuAlgo pada tahun 2012 tersebut).


Laporan Bug atau Permintaan Fitur Baru


VisuAlgo bukanlah proyek yang sudah selesai. Associate Professor Steven Halim masih aktif dalam mengembangkan VisuAlgo. Jika anda adalah pengguna VisuAlgo dan menemukan bug di halaman visualisasi/sistem kuis online atau jika anda mau meminta fitur baru, silahkan hubungi Associate Professor Steven Halim. Alamat emailnya adalah gabungan dari namanya dan tambahkan gmail titik com.

Kebijakan Privasi

Versi 1.2 (Dimutakhirkan Jum, 18 Aug 2023).
Sejak Jumat, 18 Aug 2023, kami tidak lagi menggunakan Google Analytics. Semua cookie yang kami gunakan sekarang hanya untuk operasi situs web ini. Popup persetujuan cookie yang mengganggu sekarang dimatikan bahkan untuk pengunjung pertama kali.
Sejak Jumat, 07 Jun 2023, berkat sumbangan yang murah hati dari Optiver, siapa pun di dunia bisa membuat akun VisuAlgo sendiri untuk menyimpan beberapa pengaturan kustomisasi (seperti mode layout, bahasa default, kecepatan pemutaran, dll).
Selain itu, untuk mahasiswa NUS, dengan menggunakan akun VisuAlgo (sebuah tupel dari alamat email NUS resmi, nama murid resmi NUS seperti dalam daftar kelas, dan sebuah kata sandi yang dienkripsi pada sisi server — tidak ada data personal lainnya yang disimpan), anda memberikan ijin kepada dosen modul anda untuk melacak pembacaan slide-slide kuliah maya dan kemajuan latihan kuis online yang dibutuhkan untuk menjalankan modul tersebut dengan lancar. Akun VisuAlgo anda akan juga dibutuhkan untuk mengambil kuis-kuis VisuAlgo online resmi sehingga memberikan kredensial akun anda ke orang lain untuk mengerjakan Kuis Online sebagai anda adalah pelanggaran akademis. Akun pengguna anda akan dihapus setelah modul tersebut selesai kecuali anda memilih untuk menyimpan akun anda (OPT-IN). Akses ke basis data lengkap dari VisuAlgo (dengan kata-kata sandi terenkripsi) dibatasi kepada Prof Halim saja.
Untuk dosen-dosen Ilmu Komputer di seluruh dunia yang telah menulis kepada Steven, sebuah akun VisuAlgo (alamat email (bukan-NUS), anda dapat menggunakan nama panggilan apapun, dan kata sandi terenkripsi) dibutuhkan untuk membedakan kredensial online anda dibandingkan dengan orang-orang lain di dunia. Akun anda akan dilacak seperti seorang murid NUS biasa diatas tetapi akun anda akan mempunya fitur-fiture spesifik untuk dosen-dosen Ilmu Komputer, yaitu kemampuan untuk melihat slide-slide tersembunyi yang berisi jawaban-jawaban (menarik) dari pertanyaan-pertanyaan yang dipresentasikan di slide-slide sebelumnya sebelum slide-slide tersembunyi tersebut. Anda juga dapat mengakses setingan Susah dari Kuis-Kuis Online VisuAlgo. Anda dapat dengan bebas menggunakan materi-materia untuk memperkaya kelas-kelas struktur-struktur data dan algoritma-algoritma anda. Catat bahwa mungkin ada fitur-fitur khusus tambahan untuk dosen Ilmu Komputer di masa mendatang.
Untuk siapapun dengan akun VisuAlgo, anda dapat membuang akun anda sendiri bila anda tidak mau lagi diasosiasikan dengan tool VisuAlgo ini.