稳定配对问题是一种经典的算法问题,它在许多领域都有应用,比如婚姻匹配、资源分配等。在这个实验报告中,我们关注的是如何通过编程解决稳定配对问题,具体使用了C语言实现,并给出了MATLAB的核心代码。
稳定配对的定义是,如果在一个配对方案中,不存在一对男女(或员工与岗位),使得两者更愿意相互配对,而不是当前的配对对象,那么这个配对方案被称为稳定的。在实验背景中,一家企业有10个岗位需要招聘10名新员工,目标是找到一个稳定的员工与岗位配对方案,以避免员工不满意导致的工作效率低下或离职问题。
实验内容涉及到了问题描述、问题分析和算法设计三个部分:
1. 问题描述明确了有两个独立的集合A(新员工)和B(部门/岗位),每个集合有n个元素,需要找到n个有序对使得配对稳定。每个新员工对岗位有偏好顺序,同样,部门对员工也有选择倾向。
2. 问题分析中,员工和部门分别填写志愿表和选择表,这可以表示为两个矩阵MR(员工对岗位的志愿排名)和WR(部门对员工的选择排名)。这里,MW[x,y]表示第x个员工将第y个部门作为第MW[x,y]个志愿,而WM[y,x]表示第y个部门将第x个员工作为第WM[y,x]个选择。
3. 算法设计部分,采用了回溯法来寻找稳定配对。核心的MATLAB代码实现了一个名为`conjugate`的函数,该函数遍历所有可能的配对,通过比较员工和部门的偏好顺序,检查是否满足稳定性条件。如果当前配对 `<a,b>` 和 `<a',b'>` 不满足稳定性条件(即员工a更喜欢部门b',而部门b也更喜欢员工a'),则尝试其他可能的配对,直到找到一个稳定的配对。
实验中提到的问题包括:一开始没有为部门编号,导致了员工被多个部门接受的情况;以及提出了一个替代策略,即员工和部门各自给出分数,然后加总,通过递归查找每个部门的最高分员工,若有重复则选取次高分的员工,类似于八皇后问题的解决思路。
稳定配对问题的解决依赖于有效地比较和调整配对,以确保没有更优的配对组合存在。实验报告中的MATLAB代码提供了一个简单的实现,但实际场景中可能需要考虑更复杂的情况,如多对多的匹配、优先级权重等因素。对于大规模数据或实时匹配需求,可以考虑采用更高效的算法,如Gale-Shapley算法或匈牙利算法。