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  • tarjan算法--求无向图的割点和桥

    一.基本概念

        1.桥:是存在于无向图中的这样的一条边,如果去掉这一条边,那么整张无向图会分为两部分,这样的一条边称为桥无向连通图中,如果删除某边后,图变成不连通,则称该边为桥。

        2.割点:无向连通图中,如果删除某点后,图变成不连通,则称该点为割点。

    二:tarjan算法在求桥和割点中的应用

        1.割点:1)当前节点为树根的时候,条件是“要有多余一棵子树”(如果这有一颗子树,去掉这个点也没有影响,如果有两颗子树,去掉这点,两颗子树就不连通了。)

                  2)当前节点U不是树根的时候,条件是“low[v]>=dfn[u]”,也就是在u之后遍历的点,能够向上翻,最多到u,如果能翻到u的上方,那就有环了,去掉u之后,图仍然连通。

                                                       保证v向上最多翻到u才可以

        2.桥:若是一条无向边(u,v)是桥,

                1)当且仅当无向边(u,v)是树枝边的时候,需要满足dfn(u)<low(v),也就是v向上翻不到u及其以上的点,那么u--v之间一定能够有1条或者多条边不能删去,因为他们之间有一部分无环,是桥。

                如果v能上翻到u那么u--v就是一个环,删除其中一条路径后,能然是连通的。

        3.注意点:

                1)求桥的时候:因为边是无方向的,所以父亲孩子节点的关系需要自己规定一下,

                                    在tarjan的过程中if(v不是u的父节点) low[u]=min(low[u],dfn[v]);

                                   因为如果v是u的父亲,那么这条无向边就被误认为是环了。

                2)找桥的时候:注意看看有没有重边,有重边的边一定不是桥,也要避免误判。

        4.也可以先进行tarjan(),求出每一个点的dfn和low,并记录dfs过程中的每个点的父节点,遍历所有点的low,dfn来寻找桥和割点

    三:求桥和割点的模板:

    #include<iostream>
    using namespace std;
    #include<cstdio>
    #include<cstring>
    #include<vector>
    #define N 201
    vector<int>G[N];
    int n,m,low[N],dfn[N];
    bool is_cut[N];
    int father[N];
    int tim=0;
    void input()
    {
        scanf("%d%d",&n,&m);
        int a,b;
        for(int i=1;i<=m;++i)
        {
            scanf("%d%d",&a,&b);
            G[a].push_back(b);/*邻接表储存无向边*/
            G[b].push_back(a);
        }
    }
    void Tarjan(int i,int Father)
    {
        father[i]=Father;/*记录每一个点的父亲*/
        dfn[i]=low[i]=tim++;
        for(int j=0;j<G[i].size();++j)
        {
            int k=G[i][j];
            if(dfn[k]==-1)
            {
                Tarjan(k,i);
                low[i]=min(low[i],low[k]);
            }
            else if(Father!=k)/*假如k是i的父亲的话,那么这就是无向边中的重边,有重边那么一定不是桥*/
                low[i]=min(low[i],dfn[k]);//dfn[k]可能!=low[k],所以不能用low[k]代替dfn[k],否则会上翻过头了。
        }
    }
    void count()
    {
        int rootson=0;
        Tarjan(1,0);
        for(int i=2;i<=n;++i)
        {
            int v=father[i];
            if(v==1)
            rootson++;/*统计根节点子树的个数,根节点的子树个数>=2,就是割点*/
            else{
                if(low[i]>=dfn[v])/*割点的条件*/
                is_cut[v]=true;
            }
        }
        if(rootson>1)
        is_cut[1]=true;
        for(int i=1;i<=n;++i)
        if(is_cut[i])
        printf("%d
    ",i);
        for(int i=1;i<=n;++i)
        {
            int v=father[i];
            if(v>0&&low[i]>dfn[v])/*桥的条件*/
            printf("%d,%d
    ",v,i);
        }
        
    }
    int main()
    {
        input();
        memset(dfn,-1,sizeof(dfn));
        memset(father,0,sizeof(father));
        memset(low,-1,sizeof(low));
        memset(is_cut,false,sizeof(is_cut));
        count();
        return 0;
    }
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