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  • 求有重边的无向图的割边算法

    如果图没有重边,那么一般的求割边tarjan算法是这么操作的。

    dfs访问每一个点时,为这个点分配一个时间戳dfn[],根据访问次序的先后,时间戳从小到大

    对于边(u,v)是不是割边,如果lowv > dfn[u],那么边(u,v)是割边,反之不是。 lowv表示的是从点v开始dfs,所能访问到的最小时间戳。

    如果从点v开始dfs,访问到的时间戳<=dfn[u]那么说明v或者v的子树有一条连向u或者u祖先的边。

    从点1开始dfs,dfn[1] = 1, 沿边访问到点2,然后从点2开始dfs,但是点2没有连回1的边,所以边(1,2)是割边

     1 #include <stdio.h>
     2 #include <string.h>
     3 #include <vector>
     4 using namespace std;
     5 const int N = 1000 + 10;
     6 vector<int> g[N];
     7 int dfs_clock,pre[N];
     8 int cnt;
     9 int dfs(int u, int fa)
    10 {
    11     int lowu = pre[u] = ++dfs_clock;
    12     int i,v,lowv;
    13     for(i=0; i<g[u].size(); ++i)
    14     {
    15         v = g[u][i];
    16         if(!pre[v])
    17         {
    18             lowv = dfs(v,u);
    19             lowu = min(lowu,lowv);
    20             if(lowv > pre[u])//相对于割点,只把等号给去掉了
    21                 cnt++;
    22         }
    23         else if(v!=fa && pre[v]<lowu)//v!=fa,说明不能用反向边来更新
    24             lowu = pre[v];
    25     }
    26     return lowu;
    27 }
    28 int main()
    29 {
    30     int i,x,y;
    31     int n,m;
    32     scanf("%d%d",&n,&m);
    33     for(i=0; i<m; ++i)
    34     {
    35         scanf("%d%d",&x,&y);
    36         g[x].push_back(y);
    37         g[y].push_back(x);
    38     }
    39     dfs(1,-1);
    40 
    41     printf("%d
    ",cnt);
    42 }
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    但是事实上,图经常有重边,而且题目经常喜欢重边,但是又不会给出说明,所以为了安全起见,要学会怎么处理有重边的无向图的割桥。

    上面的tarjan算法有两个参数(u,fa),其中参数fa用来判断(x,t)是不是刚刚走过来的那条边,即如果fa==t,说明是刚刚走过来的那条边

    在有重边的情况下, 这样就不太好判断了

    如图

    因为是重边,所以边(1,2)不是割桥。,1走到2,我们可以从2走到1,但是如果按照上面的tarjan算法,由于是用点来判断某条边是不是走过

    那么重边的情况下,就会误判。

    为了防止误判,我们要用边来判断。

    具体实现是我们给边编号,因为存边的时候,是分为两条有向边存储的,我们让编号从0开始,那么如果两条有向边的编号/2是相等的,那么就说明这两条边是一条边

    而参数fa改成刚刚走过的边的编号

    1从id为0的边走到2,不能从id为1的边走到1,但是可以从id为3的边走到1.

     1 #include <stdio.h>
     2 #include <string.h>
     3 #include <vector>
     4 using namespace std;
     5 const int N = 5000;
     6 struct node
     7 {
     8     int v,id;
     9 };
    10 vector<node> g[N];
    11 int dfn[N],dfs_clock,cntCut;
    12 int dfs(int u, int id)
    13 {
    14     int lowu = dfn[u] = ++dfs_clock;
    15     int lowv,i,v;
    16     for(i=0; i<g[u].size();++i)
    17     {
    18         v = g[u][i].v;
    19         if(!dfn[v])
    20         {
    21             lowv = dfs(v,g[u][i].id);
    22             lowu = min(lowu,lowv);
    23             if(lowv > dfn[u])
    24                 cntCut++;
    25         }
    26         else if(id/2 != g[u][i].id/2 &&dfn[v]<lowu)//如果刚才走过来的边的id/2和这个边的id/2不相等,那么说明这两条有向边不是从一条边分离出来的
    27             lowu = dfn[v];
    28     }
    29     return lowu;
    30 }
    31 int main()
    32 {
    33     int n,m,i,a,b;
    34     scanf("%d%d",&n,&m);
    35     for(i=0; i<m; ++i)
    36     {
    37         scanf("%d%d",&a,&b);
    38         node t;
    39         t.v = a;
    40         t.id = i * 2;//给边编号
    41         g[b].push_back(t);
    42         t.v = b;
    43         t.id = i * 2 + 1;
    44         g[a].push_back(t);
    45     }
    46     dfs(1,-2);
    47     printf("%d
    ",cntCut);
    48     return 0;
    49 }
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    其实还有更简单的办法,因为如果有重边(u,v), 那么边(u,v)肯定被存了两次,所以我们只要让它第二次访问时通过就可以了

     1 #include <stdio.h>
     2 #include <string.h>
     3 #include <stdlib.h>
     4 #include <algorithm>
     5 #include <iostream>
     6 #include <queue>
     7 #include <stack>
     8 #include <vector>
     9 #include <map>
    10 #include <set>
    11 #include <string>
    12 #include <math.h>
    13 using namespace std;
    14 typedef long long LL;                   
    15 const int INF = 1<<30;
    16 const int N  = 1000 + 10;
    17 int dfn[N],low[N],dfs_clock;
    18 vector<int> g[N];
    19 int cntCut;
    20 void tarjan(int u, int fa)
    21 {
    22     dfn[u] = low[u] = ++dfs_clock;
    23     bool flag = false;
    24     for(int i=0; i<g[u].size(); ++i)
    25     {
    26         int v = g[u][i];
    27         if(v==fa && !flag)//如果有重边,那么边(u,v)被存了两次,所以,如果第二次访问,就让他通过
    28         {
    29             flag = true;
    30             continue;
    31         }
    32         if(dfn[v]==0) 
    33             tarjan(v,u);
    34         low[u] = min(low[u],low[v]);
    35         if(low[v] > dfn[u])
    36             cntCut++;
    37     }
    38 }
    39 int main()
    40 {
    41     int n,m,i,a,b;
    42     scanf("%d%d",&n,&m);
    43     for(i=0; i<m; ++i)
    44     {
    45         scanf("%d%d",&a,&b);
    46         g[a].push_back(b);
    47         g[b].push_back(a);
    48     }
    49     tarjan(1,-1);
    50     printf("%d
    ",cntCut);
    51     return 0;
    52 }
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