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  • P3388 【模板】割点(割顶)&& 桥

    题目背景

    割点

    题目描述

    给出一个n个点,m条边的无向图,求图的割点。

    输入输出格式

    输入格式:

    第一行输入n,m

    下面m行每行输入x,y表示x到y有一条边

    输出格式:

    第一行输出割点个数

    第二行按照节点编号从小到大输出节点,用空格隔开

    输入输出样例

    输入样例#1: 复制
    6 7
    1 2
    1 3
    1 4
    2 5
    3 5
    4 5
    5 6
    输出样例#1: 复制
    1 
    5

    说明

    n,m均为100000

    tarjan 图不一定联通!!!

    ———————————————————————————————————————————————————————————————————————————————

    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

     ———————————————————————————————————————————————————————————————————————————————

    #include<cstdio>
    #include<cmath>
    #include<cstring>
    #include<algorithm>
    #define N 100001
    using namespace std;
    
    int n,m,cnt,ans,tim;
    int head[N],dfn[N],low[N],fa[N];
    //dfn[u]表示节点u被访问的时间, 
    //low[u]表示u及u的子树中所有结点能到达的结点中dfn最小的结点的时间
    //fa[u]表示u的祖先结点
    bool cut[N];
    struct Edge
    {
        int v;
        int next;
    }edge[N*2];//注意无向边相当于正反两条有向边,不然RE
    
    void Add(int u,int v)
    {
        cnt++;
        edge[cnt].next=head[u],
        edge[cnt].v=v,
        head[u]=cnt;
    }
    
    void Tarjan(int u)
    {
        int rd=0;
        dfn[u]=low[u]=++tim;
        for(int i=head[u];i;i=edge[i].next)
        {
            int v=edge[i].v;
            if(!dfn[v])
            {
                ++rd;    //记录有几个儿子 
                fa[v]=u;//合并
                Tarjan(v);
                low[u]=min(low[u],low[v]);
                if(low[v]>=dfn[u]&&u!=fa[u])
                    cut[u]=true;
                //非根且子树能达到的dfn最小的结点的时间>=自己的时间时
                //说明他的子树中最早能访问到的结点都比他后访问,只要不为根就一定是割点
            }
            else
                low[u]=min(low[u],dfn[v]);//把u及其子树可以达到的dfn最小结点更新
        }
        if(u==fa[u]&&rd>=2) 
            cut[fa[u]]=true;//入度>=2且为根的结点,因为一棵树的根一删不管有几棵子树肯定都不连通了
    }
    
    int main()
    {
        scanf("%d%d",&n,&m);
        for(int i=1;i<=m;i++)
        {
            int x,y;
            scanf("%d%d",&x,&y);
            Add(x,y);Add(y,x);
        }
        for(int i=1;i<=n;i++)
            fa[i]=i;    //因为题目中说图不一定联通,所以初始化每个结点的父亲结点都为其本身,如果联通的话可以省去 
        for(int i=1;i<=n;i++)
            if(!dfn[i])
                Tarjan(i);
        for(int i=1;i<=n;i++)
            if(cut[i])
                ans++;
        printf("%d
    ",ans);
        for(int i=1;i<=n;i++)
            if(cut[i])
                printf("%d ",i);
        return 0;
    }

    另一种写法,在dfs外边处理(附带求桥):

    #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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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/lovewhy/p/8442142.html
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