Tarjan算法
程序员文章站
2022-05-15 14:02:10
...
Tarjan 算法就是求强连通分量的算法
下面介绍几个定义
强连通图:任意两个定点之间相互可达
强连通分量:非强连通图有向图的极大强连通子图
在Tarjan算法中为每个节点i维护了以下几个变量:
DFN[i]:深度优先搜索遍历时节点i被搜索的次序。
low[i]:节点i能够回溯到的最早位于栈中的节点。
flag[i]:标记i是否在栈中。
这个算法大致过程就是 对于每个节点每条边都要走一遍,当走到原来的已经访问过的节点时,更新low值,并且递归更新该节点的所有父节点的low值,因为我们判断弹出的条件就是当前点的low值等于DFN值,会把栈中这个点及这个点之后的所有节点弹出,然后寻找下一个强连通分量
下面详细介绍一下:
设父节点为v,子节点为u(相对关系)
1.进行深度优先搜索对所有节点搜索
2.此时有两种情况
(1).该节点已经在栈中,也就是已经被访问过,则就要判断节点v的DFN值和节点u的low值的大小来更新节点u的low值。
(2).如果不在栈中,则继续搜索,但是回来的时候不要忘记将u的low值一并更新(与v的low值比较之后再更新)。
上述两种情况一种是根据DFN更新,一种是根据low更新,是有所区别的;
3.回溯完成发现当前low=DFN值时,就可以以当前节点为终点一直弹出节点啦,这就是一个连通分量
下面附一张大神的图
代码:
#include<iostream>
using namespace std;
int DFN[105]; //记录在做dfs时节点的搜索次序
int low[105]; //记录节点能够找到的最先访问的祖先的记号
int count=1; //标记访问次序,时间戳
int stack[105]; //压入栈中
int top=-1;
int flag[105]; //标记节点是否已经在栈中
int number=0;
int j;
int matrix[105][105]={{0,1,1,0,0,0},{0,0,0,1,0,0},{0,0,0,1,1,0},{1,0,0,0,0,1},{0,0,0,0,0,1},{0,0,0,0,0,0}};
int length; //图的长度
void tarjan(int u){
DFN[u]=low[u]=count++; //初始化两个值,自己为能找到的最先访问的祖先
stack[++top]=u;
flag[u]=1; //标记为已经在栈中
for(int v=0;v<length;v++){
if(matrix[u][v]){
if(!DFN[v]){ //如果点i没有被访问过
tarjan(v); //递归访问
if(low[v]<low[u])
low[u]=low[v]; //更新能找的到祖先
}
else{ //如果访问过了,并且该点的DFN更小,则
if(DFN[v]<low[u]&&flag[v]) //flag[v]这个判断条件很重要,这样可以避免已经确定在其他联通图的v,因为u到v的单向边而影响到u的low
low[u]=DFN[v]; //也就是已经确定了的联通图要剔除掉,剔除的办法就是判断其还在栈中,因为已经确定了的连通图的点
} //flag在下面的do while中已经设为0了(即已经从栈中剔除了)
}
}
//往后回溯的时候,如果发现DFN和low相同的节点,就可以把这个节点之后的节点全部弹栈,构成连通图
if(DFN[u]==low[u]){
number++; //记录连通图的数量
do{
j=stack[top--]; //依次取出,直到u
cout<<j<<" ";
flag[j]=0; //设置为不在栈中
}while(j!=u);
cout<<endl;
}
}
int main(){
memset(DFN,0,sizeof(DFN)); //数据的初始化
memset(low,0,sizeof(low));
memset(flag,0,sizeof(flag));
length=6;
tarjan(0);
cout<<endl;
for(int i=0;i<6;i++){
cout<<"DFN["<<i<<"]:"<<DFN[i]<<" low["<<i<<"]:"<<low[i]<<endl;
}
return 0;
}
上一篇: web_进阶_NewsCenter
下一篇: Tarjan算法