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  • 2017清北学堂(提高组精英班)集训笔记——图论

    我们进入一个新的模块——图论!

    emmmmm这个专题更出来可能有点慢别介意,原因是要划的图和要给代码加的注释比较多,更重要的就是。。。这几个晚上我在追剧!!我们的少年时代超级超级超级好看,剧情很燃啊!!咳咳,好吧下面回归正题。

    一、图的存储:

    1、邻接矩阵:

    假设有n个节点,建立一个n×n的矩阵,第i号节点能到达第j号节点就将[i][j]标记为1(有权值标记为权值),

    样例如下图:

     1 /*无向图,无权值*/
     2 int a[MAXN][MAXN];//邻接矩阵 
     3 int x,y;//两座城市 
     4 for(int i=1;i<=n;i++)
     5 {
     6     for(int j=1;j<=n;j++)
     7     {
     8         scanf("%d%d",&x,&y);//能到达,互相标记为1 
     9         a[x][y]=1;
    10         a[y][x]=1;
    11     }
    12 }
    13 /*无向图,有权值*/
    14 int a[MAXN][MAXN];//邻接矩阵 
    15 int x,y,w;//两座城市,路径长度 
    16 for(int i=1;i<=n;i++)
    17 {
    18     for(int j=1;j<=n;j++)
    19     {
    20         scanf("%d%d%d",&x,&y,&w);//能到达,互相标记为权值w 
    21         a[x][y]=w;
    22         a[y][x]=w;
    23     }
    24 }
    25 /*有向图,无权值*/
    26 int a[MAXN][MAXN];//邻接矩阵 
    27 int x,y;//两座城市 
    28 for(int i=1;i<=n;i++)
    29 {
    30     for(int j=1;j<=n;j++)
    31     {
    32         scanf("%d%d",&x,&y);//能到达,仅仅是x到y标记为1 
    33         a[x][y]=1;
    34     }
    35 }
    36 /*有向图,有权值*/
    37 int a[MAXN][MAXN];//邻接矩阵 
    38 int x,y,w;//两座城市,路径长度 
    39 for(int i=1;i<=n;i++)
    40 {
    41     for(int j=1;j<=n;j++)
    42     {
    43         scanf("%d%d%d",&x,&y,&w);//能到达,仅仅是x到y标记为权值w 
    44         a[x][y]=w;
    45     }
    46 }

    邻接矩阵很方便,但是在n过大或者为稀疏图时,就会很损耗时空,不建议使用!

    2.邻接表:

    邻接表是一个二维容器,第一维描述某个点,第二维描述这个点所对应的边集们。

    邻接表由表头point,链点构成,如下图是一个简单无向图构成的邻接表:

    我们可以用指针来创建链表,当然,这是很复杂也很麻烦的事情,下面来介绍一种用数组模拟链表的方法:

     1 //有向图邻接表存储 
     2 const int N=1005;
     3 const int M=10050;
     4 int point[N]={0};//i节点所对应链表起始位置(表头) 
     5 int to[M]={0};
     6 int next[M]={0};//i节点下一个所指的节点 
     7 int cc=0;//计数器(表示第几条边) 
     8 void AddEdge(int x,int y)//节点x到y
     9 {
    10     cc++;
    11     to[cc]=y;
    12     next[cc]=point[x];
    13     point[x]=cc;
    14 }
    15 void find(int x)
    16 {
    17     int now=point[x];
    18     while(now)
    19     {
    20         printf("%d
    ",to[now]);
    21         now=next[now];
    22     }
    23 }
    24 int main()
    25 {
    26     
    27 }

    具体的过程我也不是很懂怎么描述,反正如果要加强记忆的话可以用我所给的例子模拟一下point[],to[],next[],然后再调用函数find(x)来输出x这个节点能到的点,大概就能YY到数组是怎么存储邻接表的了。

    还是不理解的话,推一个blog,这里面说的和我这里给出的思路很相似:http://developer.51cto.com/art/201404/435072.htm

    二、树的遍历:

    1.BFS:运用队列,一开始队列中有一个点, 将一个点出队,将它的子结点全都入队。

    算法会在遍历完一棵树中每一层的每个结点之后,才会转到下一层继续,在这一基础上,队列将会对算法起到很大的帮助:

     1 //广度优先搜索
     2 void BreadthFirstSearch(BitNode *root)
     3 {
     4     queue<BitNode*> nodeQueue;
     5     nodeQueue.push(root);//将根节点压入队列 
     6     while (!nodeQueue.empty())//队列不为空,继续压入队列 
     7     {
     8         BitNode *node = nodeQueue.front();
     9         nodeQueue.pop();//弹出根节点 
    10         if (node->left)//左儿子不为空 
    11         {
    12             nodeQueue.push(node->left);//压入队列 
    13         }
    14         if (node->right)//右儿子不为空 
    15         {
    16             nodeQueue.push(node->right);//压入队列 
    17         }
    18     }
    19 }

    2.DFS:运用栈,递归到一个点时,依次递归它的子结点。

    还可以利用堆栈的先进后出的特点,现将右子树压栈,再将左子树压栈,这样左子树就位于栈顶,可以保证结点的左子树先与右子树被遍历:

     1 //深度优先搜索
     2 //利用栈,现将右子树压栈再将左子树压栈
     3 void DepthFirstSearch(BitNode *root)
     4 {
     5     stack<BitNode*> nodeStack;
     6     nodeStack.push(root);//将根节点压栈 
     7     while (!nodeStack.empty())//栈不为空,继续压栈 
     8     {
     9         BitNode *node = nodeStack.top();//引用栈顶 
    10         cout << node->data << ' ';
    11         nodeStack.pop();//弹出根节点 
    12         if (node->right)//优先遍历右子树 
    13         {
    14             nodeStack.push(node->right);
    15         }
    16         if (node->left)
    17         {
    18             nodeStack.push(node->left);
    19         }
    20     }
    21 }

    三、无根树变成有根树:

      选择一个点作为根结点, 开始遍历。

      遍历到一个点时, 枚举每一条连接它和另一个点的边。 若另一个点不是它的父结点, 那就是它的子结点。 递归到子结点。

      我们可以更加形象的比喻为:抓住一个点,把它拎起来构成一棵新的树。

    四、并查集:

    这是我学OI这么久以来觉得性价比最高的算法(简单又实用啊!!),用来处理不相交合并和查询问题。

    给大家推个超超超超级易懂的blog,保证一看就懂,这里我就不再详解了:http://blog.csdn.net/dellaserss/article/details/7724401

    五、最小生成树:

    1.Prim算法(适用于稠密图):

    算法描述

    1).输入:一个加权连通图,其中顶点集合为V,边集合为E;
    2).初始化:Vnew = {x},其中x为集合V中的任一节点(起始点),Enew = {},为空;
    3).重复下列操作,直到Vnew = V:
    a.在集合E中选取权值最小的边<u, v>,其中u为集合Vnew中的元素,而v不在Vnew集合当中,并且v∈V(如果存在有多条满足前述条件即具有相同权值的边,则可任意选取其中之一);
    b.将v加入集合Vnew中,将<u, v>边加入集合Enew中;
    4).输出:使用集合Vnew和Enew来描述所得到的最小生成树。
     1 #include<stdio.h>//普里姆算法
     2 const int N=1050;
     3 const int M=10050;
     4 struct Edge//定义图类型结构体,a到b权值为c
     5 {
     6     int a,b,c;
     7 }edge[M];
     8 int n,m;//n个点,m条边 
     9 bool black[N];//染黑这个点,表示这个点已经被选过了 
    10 int ans=0;//最小生成树权值和
    11 int main()
    12 {
    13     int i,j,k;
    14     scanf("%d%d",&n,&m);
    15     for(i=1;i<=m;i++)
    16     scanf("%d%d%d",&edge[i].a,&edge[i].b,&edge[i].c);
    17     black[1]=1;//把第一个点染黑(从第一个点找起)
    18     for(k=1;k<n;k++)
    19     {
    20         int mind,minz=123456789;
    21         for(i=1;i<=m;i++)//开始! 
    22         {
    23             if(black[edge[i].a]!=black[edge[i].b]&&edge[i].c<minz)//如果这个点未被找过并且权值比当前最优值还要小,更新之 
    24             {
    25                 mind=i;//记录当前最优点 
    26                 minz=edge[i].c;//记录当前最小边权 
    27             }
    28         }
    29         /*******************************************///将这最优点归入 
    30         ans+=minz;//答案加上 
    31         black[edge[mind].a]=1;//染黑两个节点 
    32         black[edge[mind].b]=1;
    33         /*******************************************/
    34     }
    35     printf("%d
    ",ans);//输出答案 
    36     return 0;
    37 }

    2.kruskal算法(适用于稀疏图):

    算法描述

    克鲁斯卡尔算法从另一途径求网的最小生成树。

    假设连通网N=(V,{E}),则令最小生成树的初始状态为只有n个顶点而无边的非连通图T=(V,{∮}),图中每个顶点自成一个连通分量。

    在E中选择代价最小的边,若该边依附的顶点落在T中不同的连通分量上,则将此边加入到T中,否则舍去此边而选择下一条代价最小的边。

    依次类推,直至T中所有顶点都在同一连通分量上为止。

     

     1 #include<cstdio>//克鲁斯卡尔算法
     2 #include<cstring>
     3 #include<algorithm>
     4 using namespace std;
     5 const int N=1050;
     6 const int M=10050;
     7 struct Edge//定义图类型结构体
     8 {
     9     int a,b,c;//a到b的权值为c
    10 }edge[M];
    11 int fa[N];//父亲数组
    12 int n,m;//n个节点,m条边
    13 int ans=0;//最小生成树权值和
    14 bool cmp(Edge x,Edge y)//比较权值大小 
    15 {
    16     return (x.c<y.c);
    17 }
    18 int getf(int x)//寻找x的最原始祖先(并查集) 
    19 {
    20     if(fa[x]!=x)
    21     fa[x]=getf(fa[x]);
    22     return fa[x];//返回最原始祖先 
    23 }
    24 int main()
    25 {
    26     int i,j;
    27     scanf("%d%d",&n,&m);
    28     for(i=1;i<=m;i++)
    29     scanf("%d%d%d",&edge[i].a,&edge[i].b,&edge[i].c);
    30     sort(edge+1,edge+m+1,cmp);//从小到大排序边数组 
    31     for(i=1;i<=n;i++)
    32     fa[i]=i;//初始值,每个节点的父亲就是自己 
    33     for(i=1;i<=m;i++)
    34     {
    35         int a=edge[i].a;
    36         int b=edge[i].b;
    37         a=getf(a);//寻找a的最原始祖先 
    38         b=getf(b);//寻找b的最原始祖先 
    39         if(a!=b)//如果两个的最终祖先不相同(不会构成回路) 
    40         {
    41             ans+=edge[i].c;//加入 
    42             fa[a]=b;//加入当前父亲的儿子们中(合并并查集)
    43         }
    44     }
    45     printf("%d
    ",ans);
    46     return 0; 
    47 }

    经典例题:繁忙的都市(Luogu 2330)

    城市C是一个非常繁忙的大都市,城市中的道路十分的拥挤,于是市长决定对其中的道路进行改造。城市C的道路是这样分布的:城市中有n个交叉路口,有些交叉路口之间有道路相连,两个交叉路口之间最多有一条道路相连接。这些道路是双向的,且把所有的交叉路口直接或间接的连接起来了。每条道路都有一个分值,分值越小表示这个道路越繁忙,越需要进行改造。但是市政府的资金有限,市长希望进行改造的道路越少越好,于是他提出下面的要求:

    1.改造的那些道路能够把所有的交叉路口直接或间接的连通起来。

    2.在满足要求1的情况下,改造的道路尽量少。

    3.在满足要求1、2的情况下,改造的那些道路中分值最大的道路分值尽量小。

    任务:作为市规划局的你,应当作出最佳的决策,选择那些道路应当被修建。

    这题是经典的最小瓶颈生成树问题只用边权小于等于x的边,看看能不能构成最小生成树

    在kruskal算法中,我们已经对边从小到大排过序了,所以只要用≤x的前若干条边即可

    3.最小生成树计数问题:

    题目:现在给出了一个简单无向加权图。你不满足于求出这个图的最小生成树,而希望知道这个图中有多少个不同的最小生成树(如果两颗最小生成树中至少有一条边不同,则这两个最小生成树就是不同的)

    解法:按边权排序,先选小的,相同边权的暴力求出有几种方案,将边按照权值大小排序,将权值相同的边分到一组,统计下每组分别用了多少条边。然后对于每一组进行dfs,判断是否能够用这一组中的其他边达到相同的效果。最后把每一组的方案数相乘就是答案。 

    换句话说:就是不同的最小生成树方案,每种权值的边的数量是确定的,每种权值的边的作用是确定的, 排序以后先做一遍最小生成树,得出每种权值的边使用的数量x然后对于每一种权值的边搜索,得出每一种权值的边选择方案。

     1 #include<cstdio>
     2 #include<algorithm>
     3 #define N 105
     4 #define M 1005
     5 #define MOD 31011
     6 using namespace std;
     7 struct node//定义图类型结构体 
     8 {
     9     int a,b;//节点a,b 
    10     int zhi;//a到b的权值 
    11 }xu[M];
    12 int n,m;
    13 int fa[N];
    14 int lian[N];
    15 int ans=1;
    16 int cmp(struct node x,struct node y)//从小到大排序函数 
    17 {
    18     return (x.zhi<y.zhi);
    19 }
    20 int getf(int x)
    21 {
    22     if(fa[x]!=x)
    23         fa[x]=getf(fa[x]);
    24     return(fa[x]);
    25 }
    26 int getlian(int x)
    27 {
    28     if(lian[x]==x)
    29         return x;
    30     return ( getlian(lian[x]) );
    31 }
    32 int dfs(int now,int end,int last)
    33 {
    34     if(now==end)
    35     {
    36         if(last==0)
    37             return 1;
    38         return 0;
    39     }
    40     int res=dfs(now+1,end,last);
    41     int s=getlian(xu[now].a);
    42     int t=getlian(xu[now].b);
    43     if(s!=t)
    44     {
    45         lian[s]=t;
    46         res+=dfs(now+1,end,last-1);
    47         lian[s]=s;
    48     }
    49     return res;
    50 }
    51 int main()
    52 {
    53     int i,j,k;
    54     int s,t;
    55     int now;
    56     int sum=0;
    57     scanf("%d%d",&n,&m);
    58     for(i=1;i<=n;i++)//初始化,每个节点的父亲就是自己 
    59         fa[i]=i;
    60     for(i=1;i<=m;i++)
    61         scanf("%d%d%d",&xu[i].a,&xu[i].b,&xu[i].zhi);
    62     sort(xu+1,xu+m+1,cmp);//从小到大排序边数组 
    63     for(i=1;i<=m;)
    64     {
    65         for(j=1;j<=n;j++)
    66             lian[j]=j;
    67         k=i;
    68         while(i<=m&&xu[i].zhi==xu[k].zhi)
    69         {
    70             xu[i].a=getf(xu[i].a);
    71             xu[i].b=getf(xu[i].b);
    72             i++;
    73         }
    74         now=sum;
    75         for(j=k;j<i;j++)
    76         {
    77             s=getf(xu[j].a);
    78             t=getf(xu[j].b);
    79             if(s!=t)
    80             {
    81                 sum++;
    82                 fa[s]=t;
    83             }
    84         }
    85         ans*=dfs(k,i,sum-now);
    86         ans%=MOD;//防止溢出 
    87     }
    88     if(sum!=n-1)
    89         ans=0;
    90     printf("%d
    ",ans);
    91     return 0;
    92 }

    六、最短路径:

    1.Floyd算法(插点法):

    通过一个图的权值矩阵求出它的每两点间的最短路径(多源最短路)。

    算法描述

    一个十分暴力又经典的DP,假设i到j的路径有两种状态:

    ①i和j直接有路径相连:

    ②i和j间接联通,中间有k号节点联通:

    假设dis[i][j]表示从i到j的最短路径,对于存在的每个节点k,我们检查一遍dis[i][k]+dis[k][j]。

     1 //Floyd算法,时间复杂度:O(n^3) 
     2 int dis[MAXN][MAXN];
     3 for(k=1;k<=n;k++)//枚举 
     4 {
     5     for(i=1;i<=n;i++)
     6     {
     7         for(j=1;j<=n;j++)
     8         {
     9             dis[i][j]=min(dis[i][j],dis[i][k]+dis[k][j]);//DP
    10         }
    11     }
    12 }

    2.Dijkstra算法(无向图,无负权边):

    算法描述

    多源最短路!

    a.初始时,S只包含源点,即S={v},v的距离为0。U包含除v外的其他顶点,即:U={其余顶点},若v与U中顶点u有边,则<u,v>正常有权值,若u不是v的出边邻接点,则<u,v>权值为∞。

    b.从U中选取一个距离v最小的顶点k,把k,加入S中(该选定的距离就是v到k的最短路径长度)。

    c.以k为新考虑的中间点,修改U中各顶点的距离;若从源点v到顶点u的距离(经过顶点k)比原来距离(不经过顶点k)短,则修改顶点u的距离值,修改后的距离值的顶点k的距离加上边上的权。

    d.重复步骤b和c直到所有顶点都包含在S中。

    啊~上面的的乱七八糟的概念太难懂了,还是举个例子吧!如下图!

    我们假设1号节点为原点。

    第一轮,我们可以算出2,3,4,5,6号节点到原点1的距离为[7,9,∞,∞,14],∞表示无穷大(节点间无法直接连通),取其中最小的7,就确定了1->1的最短路径为0,1->2的最短路径为7,同时取最短路径最小的2节点为下一轮的前驱节点。

    第二轮,取2节点为前驱节点,按照 前驱节点到原点的最短距离 + 新节点到前驱节点的距离 来计算新的最短距离,可以得到3,4,5,6号节点到原点1的距离为[17,22,∞,∞](新节点必须经过2号节点回到原点),这时候需要将新结果和上一轮计算的结果比较,3号节点:17>9,最短路径仍然为9;4号节点:22<∞,更新4号节点的最短路径为22,;5号节点:仍然不变为∞;6号节点:14<∞,更新6号节点的最短路径为14。得到本轮的最短距离为[9,22,∞,14]1->3的最短路径为9,同时取最短路径最小的3节点为下一轮的前驱节点。

    第三轮:同理上,以3号节点为前驱节点,可以得到4,5,6号节点到原点1的距离为[20,∞,11],根据最短路径原则,和上一轮最短距离比较,刷新为[20,∞,11]1->3->6的最短路径为11,同时取最短路径最小的6节点为下一轮的前驱节点。

    第四轮:同理,得到4,5号节点最短距离为[20,20],这两个值相等,运算结束,到达这两个点的最短距离都是20,如果这两个值不相等,还要进行第五轮运算!

     1 #include<cstdio>
     2 #include<cstring>
     3 const int N=100500;
     4 const int M=200500;
     5 int point[N]={0},to[M]={0},next[M]={0},len[M]={0},cc=0;
     6 int dis[N];//最短路长度,dis[i]表示第i号点到源点(1号点)的最短距离
     7 bool ever[N];//当前节点最短路有没有确定 
     8 int n,m; 
     9 void AddEdge(int x,int y,int z)//添加新的边和节点:x到y边长z
    10 {
    11     cc++;
    12     next[cc]=point[x];
    13     point[x]=cc;
    14     to[cc]=y;
    15     len[cc]=z;//len记录x到y的边长 
    16 }
    17 int main()
    18 {
    19     int i,j,k;
    20     scanf("%d%d",&n,&m);
    21     for(i=1;i<=m;i++)
    22     {
    23         int a,b,c;
    24         scanf("%d%d%d",&a,&b,&c);
    25         AddEdge(a,b,c);//无向图,要加两遍 
    26         AddEdge(b,a,c);
    27     }
    28     memset(dis,0x3f,sizeof dis);//用极大值来初始化 
    29     dis[1]=0;//1号节点到自己最短距离为0 
    30     for(k=1;k<=m;k++)
    31     {
    32         int minp,minz=123456789;
    33         for(i=1;i<=n;i++)
    34         {
    35             if(!ever[i])
    36             {
    37                 if(dis[i]<minz)
    38                 {
    39                     minz=dis[i];
    40                     minp=i;
    41                 }
    42             }
    43         }
    44         ever[minp]=1;
    45         int now=point[minp];
    46         while(now)
    47         {
    48             int tox=to[now];
    49             if(dis[tox]>dis[minp]+len[now])
    50             dis[tox]=dis[minp]+len[now];
    51             now=next[now];
    52         }
    53     }
    54     for(i=1;i<=n;i++)
    55         printf("%d
    ",dis[i]);
    56     return 0;
    57 }

    3.SPFA算法(有负权边,无负圈,能检测负圈但不能输出):

    多源最短路!

    SPFA和Dijkstra极为相似,只是加了个队列优化来检测负圈和负权边。

    算法描述

    建立一个队列,初始时队列里只有起始点,再建立一个表格记录起始点到所有点的最短路径(该表格的初始值要赋为极大值,该点到他本身的路径赋为0)。然后执行松弛操作,用队列里有的点作为起始点去刷新到所有点的最短路,如果刷新成功且被刷新点不在队列中则把该点加入到队列最后。重复执行直到队列为空。

    判断有无负环:
    如果某个点进入队列的次数超过N次则存在负环(SPFA无法处理带负环的图)

     1 #include<cstdio>
     2 #include<cstring>
     3 const int N=100500;
     4 const int M=200500;
     5 int point[N]={0},to[M]={0},next[M]={0},len[M]={0},cc=0;
     6 int dis[N];//最短路长度
     7 int queue[N],top,tail;//双向队列queue,队头,队尾 
     8 bool in[N];//记录这个点在不在队列中,1表示在,0表示不在 
     9 int n,m; //n个节点,m条边 
    10 void AddEdge(int x,int y,int z)//x到y边长为z 
    11 {
    12     cc++;
    13     next[cc]=point[x];
    14     point[x]=cc;
    15     to[cc]=y;
    16     len[cc]=z;
    17 }
    18 int main()
    19 {
    20     int i,j;
    21     scanf("%d%d",&n,&m);
    22     for(i=1;i<=m;i++)
    23     {
    24         int a,b,c;
    25         scanf("%d%d%d",&a,&b,&c);
    26         AddEdge(a,b,c);//因为是双向队列,左边加一次,右边加一次
    27         AddEdge(b,a,c);
    28     }
    29     memset(dis,0x3f,sizeof dis);//用极大值来初始化
    30     dis[1]=0;//1号节点到自己最短距离为0 
    31     top=0;tail=1;queue[1]=1;in[1]=1;//初始化,只有原点加入 
    32     while(top!=tail)
    33     {
    34         top++;
    35         top%=N;
    36         int now=queue[top];
    37         in[now]=0;
    38         int ed=point[now];
    39         while(ed)
    40         {
    41             int tox=to[ed];
    42             if(dis[tox]>dis[now]+len[ed])
    43             {
    44                 dis[tox]=dis[now]+len[ed];
    45                 if(!in[tox])
    46                 {
    47                     tail++;
    48                     tail%=N;
    49                     queue[tail]=tox;
    50                     in[tox]=1;
    51                 }
    52             }
    53             ed=next[ed];
    54         }
    55     }
    56     for(i=1;i<=n;i++)
    57         printf("%d
    ",dis[i]);
    58     return 0; 
    59 }

    4.Bellman Ford算法(有负权边,可能有负圈,能检测负圈并输出):

    单源最短路!

    算法描述

    1.初始化:将除源点外的所有顶点的最短距离估计值 d[all]=+∞, d[start]=0;
    2.迭代求解:反复对边集E中的每条边进行松弛操作,使得顶点集V中的每个顶点v的最短距离估计值逐步逼近其最短距离;(运行|v|-1次)
    3.检验负权回路:判断边集E中的每一条边的两个端点是否收敛。如果存在未收敛的顶点,则算法返回false,表明问题无解;否则算法返回true,并且从源点可达的顶点v的最短距离保存在 d[v]中。
    简单的说,如下图所示:
     
    松弛计算之前,点B的值是8,但是点A的值加上边上的权重2,得到5,比点B的值(8)小,所以,点B的值减小为5。这个过程的意义是,找到了一条通向B点更短的路线,且该路线是先经过点A,然后通过权重为2的边,到达点B
    如果出现了以下情况:

    松弛操作后,变为7,7>6,这样就不修改(Bellman Frod算法的高妙之处就在这),保留原来的最短路径就OK,代码实现起来非常简单。

     1 int n,m;//n个点,m条边 
     2 struct Edge//定义图类型结构体 
     3 {
     4     int a,b,c;//a到b长度为c 
     5 }edge[];
     6 int dis[];
     7 memset(dis,0x3f,sizeof dis);
     8 dis[1]=0;
     9 for(int i=1;i<n;i++)
    10 {
    11     for(int j=1;j<=m;j++)
    12     {
    13         if(dis[edge[j].b]>dis[edge[j].a]+edge[j].c)
    14         {
    15             dis[edge[j].b]=dis[edge[j].a]+edge[j].c;        
    16         }
    17     }
    18 }

    5.A*算法:

    这玩意儿我是没看懂,等以后我看懂了再更吧(无奈脸)~

    七、拓扑排序:

    对一个有向无环图(Directed Acyclic Graph简称DAG)G进行拓扑排序,是将G中所有顶点排成一个线性序列,使得图中任意一对顶点u和v,若边(u,v)∈E(G),则u在线性序列中出现在v之前。通常,这样的线性序列称为满足拓扑次序(Topological Order)的序列,简称拓扑序列。

    打个比喻:我们要做好一盘菜名字叫做红烧茄子,那么第一步得买茄子和配料,第二步就是要洗茄子,第三步就是要开始倒油进锅里啊什么七七八八的,第四步…,你不可能先洗茄子再买茄子和配料,这样的一些事件必须是按照顺序进行的,这些依次进行的事件就构成了一个拓扑序列。

    算法描述

    我们需要一个栈或者队列,两者都可以无所谓,只是找个容器把入度为0的元素维护起来而已。

    ①从有向图中选择一个入度为0(无前驱)的顶点,输出它。

    ②从网中删去该节点,并且删去从该节点出发的所有有向边。

    ③重复以上两步,直到剩余的网中不再存在没有前驱的节点为止。

    具体操作过程如下:

    若栈非空,则在栈中弹出一个元素,然后枚举这个点能到的每一个点将它的入度-1(删去一条边),如果入度=0,则压入栈中。 
    如果没有输出所有的顶点,则有向图中一定存在环

     1 //拓扑排序,时间复杂度:O(n+m) 
     2 #include<cstdio>
     3 #include<cstring>
     4 const int N=100500;
     5 const int M=200500;
     6 int point[N]={0},to[M]={0},next[M]={0},cc=0;
     7 int xu[N]={0};//栈,初始值为空,xu[0]表示栈的大小 
     8 int in[N]={0};//入度,a可以到达b,in[b]++ 
     9 int ans[N]={0};//ans[0]整个拓扑序列的大小 
    10 int n,m; 
    11 void AddEdge(int x,int y)//邻接表a到b 
    12 {
    13     cc++;
    14     next[cc]=point[x];
    15     point[x]=cc;
    16     to[cc]=y;
    17 }
    18 int main()
    19 {
    20     int i,j;
    21     scanf("%d%d",&n,&m);
    22     for(i=1;i<=m;i++)
    23     {
    24         int a,b;
    25         scanf("%d%d",&a,&b);
    26         in[b]++;//统计每个节点的入度 
    27         AddEdge(a,b);
    28     }
    29     for(i=1;i<=n;i++)
    30     {
    31         if(in[i]==0)//这个节点入度为0,压入栈 
    32         xu[++xu[0]]=i;
    33     }
    34     while(xu[0])
    35     {
    36         int now=xu[xu[0]];//出栈 
    37         xu[0]--;
    38         ans[++ans[0]]=now;
    39         int ed=point[now];
    40         while(ed)
    41         {
    42             int tox=to[ed];
    43             in[tox]--;
    44             if(!in[tox])
    45             xu[++xu[0]]=tox;
    46             ed=next[ed];//找下一个相邻节点 
    47         }
    48     }
    49     if(ans[0]<n)//有向图中一定存在环,无结果 
    50     printf("no solution");
    51     else
    52     {
    53         for(i=1;i<=n;i++)
    54         printf("%d ",ans[i]);
    55     }
    56     return 0;
    57 }

    八、联通分量:

    强连通:有向图中,从a能到b并且从b可以到a,那么a和b强连通。

    强连通图:有向图中,任意一对点都满足强连通,则这个图被称为强连通图。

    强联通分量:有向图中的极大强连通子图,就是强连通分量。

    一般用Tarjan算法求有向图强连通分量:

    推一个蛮容易理解的blog:http://www.cnblogs.com/uncle-lu/p/5876729.html

    九、欧拉路径与哈密顿路径:

    1.欧拉路径:从某点出发一笔画遍历每一条边形成的路径。

    欧拉回路:在欧拉路径的基础上回到起点的路径(从起点出发一笔画遍历每一条边)。

    欧拉路径存在

    无向图:当且仅当该图所有顶点的度数为偶数 或者 除了两个度数为奇数外其余的全是偶数。

    有向图:当且仅当该图所有顶点 出度=入度 或者 一个顶点 出度=入度+1,另一个顶点 入度=出度+1,其他顶点 出度=入度

    欧拉回路存在

    无向图:每个顶点的度数都是偶数,则存在欧拉回路。

    有向图:每个顶点的入度都等于出度,则存在欧拉回路。

    求欧拉路径/欧拉回路算法常常用Fleury算法

    再推一个蛮容易理解的blog:http://www.cnblogs.com/Lyush/archive/2013/04/22/3036659.html

    2.哈密顿路径:每个点恰好经过一次的路径是哈密顿路径

    哈密顿回路:起点与终点之间有边相连的哈密顿路径是哈密顿回路。

    最近发现一些网站盗用我的blog,这实在不能忍(™把关于我的名字什么的全部删去只保留文本啥意思。。)!!希望各位转载引用时请注明出处,谢谢配合噢~

    原博客唯一地址:http://www.cnblogs.com/geek-007/p/7247953.html

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/geek-007/p/7247953.html
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