zoukankan      html  css  js  c++  java
  • Tarjan的强联通分量

      求强联通分量有很多种。 《C++信息学奥赛一本通》  中讲过一个dfs求强联通分量的算法Kosdaraju,为了骗字数我就待会简单的说说。然而我们这篇文章的主体是Tarjan,所以我肯定说完之后再赞扬一下Tarjan大法好是不是

      首先我们讲一下强联通分量

      强联通分量指的是图的一个子图。在这个子图中,任意两个节点都可以互相到达。从定义上我们就可以看出是一个有向图来,因为任意一个无向图都符合该定义。

      而它的标准定义是:有向图中任意两点都联通的最大子图。

                         

      咳咳,首先庆祝一下哈——本人博客的第一张图。绘图历时3分钟。

      在咱们举的例子中,可以看出1 、2 、3 、5 通过边可以相互到达,它们算一个强联通分量,但4却被它们隔绝在外。从图中可以看出,从4点出发不能到达任意一个点。所以它单个节点也算一个强联通分量。所以图中的强联通分量有两个:一个是1-2-3-5,一个是4。

      ok看完了强联通分量是什么我们就讲一下Kosaraju。

      这个算法的思路是,对图进行DFS并记录每个点的退出顺序。再构造反图(就是有向边的方向全都反过来),按照退出顺序的逆序DFS反图,对得到的点进行染色即为强联通分量。

      讲完思路开始模拟。以起点1为起点遍历顺序如下:

      [ 1 2 3 5 4  5 3 2 4 4 1 ]

      加粗斜体外带下划线的部分就是本图的退出顺序。

      于是我们得到这样一个数组:[ 5 3 2 4 1 ] 。按照这个数组的逆序对反图遍历得到:

      [ 5 3 2 1 退出 4 退出 ]

      即得到要求的两个强联通分量。

      还要两遍DFS,麻烦的一比。看我大Tarjan一遍DFS就能求出强联通分量

      首先我们要明确Tarjan要用到的两个数组:dfn[] 和 low[] 

      dfn指的是在DFS过程中访问到该点的顺序。从1开始DFS全图,那么1的dfn值就是1,2的dfn值是2,5的dfn值是4,4的dfn值是5。剩下的一个类推

      那么low呢?low指的是如果逆着DFS序往前回溯,该节点最早是由哪个节点走过来的。

      比如在上图中2 、3 、5 、4 最早都是由1走过来的,所以它们的low值都是1

      下面贴出dfn和low的算法

    每次dfs(点u){

      dfn[u] = 进入 dfs() 函数的次数  (自己定义一个时间戳记录 如 time)

           枚举与其相邻的点v{

              如果 没有 访问过点v {   ( 就是dfs树上的树边 )

            dfs(v);

            如果 v 能追溯 到 比“u 追溯到的最早的点” 更早的点;

            那么 u 就能 通过 v 来追溯到 那个点;

            low[u]=min(low[u],low[v]);

          }

           如果 访问过点v && v在栈中

           low[u]=min(low[u],dfn[v]); 

         }

      缩点

    }

      上面那些伪代码是从伟大的GeneralLiu那里带过来的,在此先%%%

      然后  假设我们走到一个节点i,发现这个i不能继续扩展了,也就是dfn[i]==low[i]

      于是我们开始往回走。往回走的过程中,我们就把和它一个分量的节点进行染色,给它们统一的标记。  最后统计有多少种不同的标记即是强联通分量个数

      luogu的一道题刻录光盘非常好,可以用于练手。

      放代码

    #include<iostream>
    #include<cstring>
    using namespace std;
    int head[10000],num;
    struct Edge{
        int next,to;
    }edge[100000];
    int stack[10000],top;
    int color[10000],cnt;
    int dfn[10000],low[10000];
    int ID;
    bool jd[10000];
    int vis[10000];
    inline void add(int from,int to){
        edge[++num]={head[from],to};
        head[from]=num;
    }
    
    void tarjan(int x){
        dfn[x]=++ID;
        low[x]=ID;
        jd[x]=1;
        stack[++top]=x;
        for(int i=head[x];i;i=edge[i].next){
            int to=edge[i].to;
            if(!dfn[to]){
                tarjan(to);
                low[x]=min(low[x],low[to]);
            }
            else if(jd[to])    low[x]=min(low[x],dfn[to]);
        }
        if(dfn[x]==low[x]){
            jd[x]=0;
            color[x]=++cnt;
            while(stack[top]!=x){
                color[stack[top--]]=cnt;
                jd[stack[top+1]]=0;
                color[stack[top+1]]=cnt;
            }
            top--;
        }
        
    }
    
    int main(){
        int n;
        cin>>n;
        int x;
        for(int i=1;i<=n;++i){
            while(cin>>x&&x!=0){
                add(i,x);
            }
        }
        for(int i=1;i<=n;++i){
            if(!dfn[i])    tarjan(i);
        }
        memset(jd,0,sizeof(jd));
        for(int i=1;i<=n;++i){
            for(int j=head[i];j;j=edge[j].next){
                if(color[i]!=color[edge[j].to]){
                    jd[color[edge[j].to]]=1;
                }
            }
        }
        int ans=0;
        for(int i=1;i<=cnt;++i)    if(!jd[i])    ans++;
        cout<<ans<<endl;
        return 0;
    }
  • 相关阅读:
    使用Nginx搭建图片服务器(windows)
    Vue中使用百度地图——设置地图标注
    大型网站的 HTTPS 实践(三)——基于协议和配置的优化(转)
    大型网站的 HTTPS 实践(二)——HTTPS 对性能的影响(转)
    大型网站的 HTTPS 实践(一)—— HTTPS 协议和原理(转)
    TCP的状态兼谈Close_Wait和Time_Wait的状态
    SYN Flood攻击及防御方法 (转)
    LINUX下解决netstat查看TIME_WAIT状态过多问题(转)
    IP负载均衡技术
    ubuntu下安装Apache+PHP+Mysql
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/cellular-automaton/p/6895397.html
Copyright © 2011-2022 走看看