程序師世界是廣大編程愛好者互助、分享、學習的平台,程序師世界有你更精彩!
首頁
編程語言
C語言|JAVA編程
Python編程
網頁編程
ASP編程|PHP編程
JSP編程
數據庫知識
MYSQL數據庫|SqlServer數據庫
Oracle數據庫|DB2數據庫
 程式師世界 >> 編程語言 >> C語言 >> C++ >> C++入門知識 >> HDU OJ 1269 迷宮城堡[有向圖強連通分量的Tarjan算法 入門]

HDU OJ 1269 迷宮城堡[有向圖強連通分量的Tarjan算法 入門]

編輯:C++入門知識

題意:~~~~~;
思路:就是判斷圖是否是 強連通圖;
有向圖強連通分量的Tarjan算法:
[有向圖強連通分量]
在有向圖G中,如果兩個頂點間至少存在一條路徑,稱兩個頂點強連通(strongly connected)。如果有向圖G的每兩個頂點都強連通,稱G是一個強連通圖。非強連通圖有向圖的極大強連通子圖,稱為強連通分量(strongly connected components)。
下圖中,子圖{1,2,3,4}為一個強連通分量,因為頂點1,2,3,4兩兩可達。{5},{6}也分別是兩個強連通分量。

 wps_clip_image-24103
大體來說有3中算法Kosaraju,Trajan,Gabow這三種!後續文章中將相繼介紹,首先介紹Tarjan算法
 
[Tarjan算法]
Tarjan算法是基於對圖深度優先搜索的算法,每個強連通分量為搜索樹中的一棵子樹。搜索時,把當前搜索樹中未處理的節點加入一個堆棧,回溯時可以判斷棧頂到棧中的節點是否為一個強連通分量。
 
定義DFN(u)為節點u搜索的次序編號(時間戳),Low(u)為u或u的子樹能夠追溯到的最早的棧中節點的次序號。
 
算法偽代碼如下
tarjan(u)
{
    DFN[u]=Low[u]=++Index     // 為節點u設定次序編號和Low初值
    Stack.push(u)                     // 將節點u壓入棧中
    for each (u, v) in E               // 枚舉每一條邊
          if (v is not visted)          // 如果節點v未被訪問過
                  tarjan(v)              // 繼續向下找
                  Low[u] = min(Low[u], Low[v])
            else if (v in S)            // 如果節點v還在棧內
            Low[u] = min(Low[u], DFN[v])
    if (DFN[u] == Low[u])        // 如果節點u是強連通分量的根
       repeat
           v = S.pop                  // 將v退棧,為該強連通分量中一個頂點
           print v
      until (u== v)
}
 
接下來是對算法流程的演示。
從節點1開始DFS,把遍歷到的節點加入棧中。搜索到節點u=6時,DFN[6]=LOW[6],找到了一個強連通分量。退棧到u=v為止,{6}為一個強連通分量。
wps_clip_image-16442

返回節點5,發現DFN[5]=LOW[5],退棧後{5}為一個強連通分量。
wps_clip_image-24939

返回節點3,繼續搜索到節點4,把4加入堆棧。發現節點4向節點1有後向邊,節點1還在棧中,所以LOW[4]=1。節點6已經出棧,(4,6)是橫叉邊,返回3,(3,4)為樹枝邊,所以LOW[3]=LOW[4]=1。
wps_clip_image-17734

繼續回到節點1,最後訪問節點2。訪問邊(2,4),4還在棧中,所以LOW[2]=DFN[4]=5。返回1後,發現DFN[1]=LOW[1],把棧中節點全部取出,組成一個連通分量{1,3,4,2}。
wps_clip_image-10846

至此,算法結束。經過該算法,求出了圖中全部的三個強連通分量{1,3,4,2},{5},{6}。
可以發現,運行Tarjan算法的過程中,每個頂點都被訪問了一次,且只進出了一次堆棧,每條邊也只被訪問了一次,所以該算法的時間復雜度為O(N+M)。
AC 代碼:
[cpp] 
#include<stdio.h> 
#include<string.h> 
#include<vector> 
using namespace std; 
const int Max=11000; 
#define min(a,b) a>b?b:a 
int n,m,top,index; 
int instack[Max],stack[Max],loop[Max]; 
int DFN[Max],LOW[Max],ans; 
vector<int> V[Max]; 
void init() 

    top=ans=0; 
    index=1; 
    int i; 
    for(i=0;i<Max;i++) 
    { 
        V[i].clear(); 
        loop[i]=0; 
        instack[i]=0; 
    } 

void tarjan(int u) 

    int i,j,v; 
    LOW[u]=DFN[u]=index++; 
    stack[top++]=u; 
    loop[u]=1; 
    instack[u]=1; 
    for(i=0;i<V[u].size();i++) 
    { 
        v=V[u][i]; 
        if(loop[v]==0) 
        { 
            tarjan(v); 
            LOW[u]= min(LOW[u],LOW[v]); 
        } 
       else if(instack[v]) 
            LOW[u]= min(LOW[u],DFN[v]); 
         
    } 
    if(DFN[u]==LOW[u]) 
    { 
        do{ 
            j=stack[top-1]; 
            instack[i]=0; 
            top--; 
        }while(j!=u); 
        ans++; 
    } 

int main() 

    int i,j,x,y; 
    while(~scanf("%d%d",&n,&m)&&n+m) 
    { 
        init(); 
        for(i=1;i<=m;i++) 
        { 
            scanf("%d%d",&x,&y); 
            V[x].push_back(y); 
        } 
        for(i=1;i<=n;i++) 
            if(loop[i]==0) 
                   tarjan(i); 
        if(ans==1||n==1) 
            printf("Yes\n"); 
        else 
            printf("No\n"); 
    } 

 

  1. 上一頁:
  2. 下一頁:
Copyright © 程式師世界 All Rights Reserved