C++詳細(xì)講解圖的拓?fù)渑判?/h1>
更新時間:2022年05月30日 11:20:08 作者:quicklsleap
拓?fù)渑判颍═opological?Sorting)若一個由圖中所有點構(gòu)成的序列?A?滿足:對于圖中的每條邊?(x,y),x?在?A?中都出現(xiàn)在?y?之前,則稱?A?是該圖的一個拓?fù)湫蛄?/div>
一、前言
且該序列必須滿足下面兩個條件:
- 每個頂點出現(xiàn)且只出現(xiàn)一次。
- 若存在一條從頂點 x到頂點 y的路徑,那么在序列中頂點 x 出現(xiàn)在頂點 y的前面。
拓?fù)渑判蛑贿m用于 AOV網(wǎng) (有向無環(huán)圖)
若圖中有環(huán),則一定不存在拓?fù)湫颉?/p>
可以證明,一個有向無環(huán)圖,一定存在一個拓?fù)湫蛄?。有向無環(huán)圖,又被稱為拓?fù)鋱D。
入度: 即有多少條邊指向自己這個節(jié)點。
出度: 即有多少條邊從自己這個節(jié)點指出去。
二、算法流程
算法流程:
用隊列來執(zhí)行 ,初始化所有入度為0的頂點入隊。
主要由以下兩步循環(huán)執(zhí)行,直到不存在入度為 0 的頂點為止
選擇一個入度為 0 的頂點,并將它輸出;
刪除圖中從頂點連出的所有邊
循環(huán)結(jié)束
若輸出的頂點數(shù)小于圖中的頂點數(shù),則表示該圖存在回路,即無法拓?fù)渑判颍?/p>
否則,輸出的就是拓?fù)湫蛄?(不唯一)
模板如下:
1.數(shù)組模擬隊列實現(xiàn)拓?fù)渑判?/p>
bool topsort()
{
int hh = 0, tt = -1;
// in[i] 存儲點i的入度
for (int i = 1; i <= n; i ++ )// 將所有入度為0的點加入隊列
if (in[i]==0)
top[ ++ tt] = i;
while (hh <= tt)
{
int t = top[hh ++ ];//找到入度為0的隊頭
//遍歷一下以t為頭節(jié)點的的單鏈表,給每一個結(jié)點都要減去1,并再次找到入度為0的點
for (int i = h[t]; i != -1; i = ne[i])
{
// 遍歷 t 點的出邊
int j = e[i];
if (-- in[j] == 0)//將入度減1,如果 j 入度為0,加入隊列當(dāng)中
top[ ++ tt] = j;
}
}
// 如果所有點都入隊了,說明存在拓?fù)湫蛄?;否則不存在拓?fù)湫蛄小?
return tt == n - 1;
}
2.使用STL queue實現(xiàn)拓?fù)渑判?/p>
bool topsort(){
queue<int> q;
int t;
for(int i = 1;i <= n; ++i)// 將所有入度為0的點加入隊列
if(in[i] == 0) q.push(i);
while(q.size()){
t = q.front();//每次取出隊列的首部
top[cnt] = t;//加入到 拓?fù)湫蛄兄?
cnt ++; // 序列中的元素 ++
q.pop();
for(int i = h[t];i != -1; i = ne[i]){
// 遍歷 t 點的出邊
int j = e[i];
in[j] --;// j 的入度 --
if(in[j] == 0) q.push(j); //如果 j 入度為0,加入隊列當(dāng)中
}
}
if(cnt < n) return 0;
else return 1;
}
時間復(fù)雜度 O(n+m), n表示點數(shù),m表示邊數(shù)
三、有向圖的拓?fù)渑判?/h2>
給定一個 n 個點 m 條邊的有向圖,點的編號是 1 到 n,圖中可能存在重邊和自環(huán)。
請輸出任意一個該有向圖的拓?fù)湫蛄?,如果拓?fù)湫蛄胁淮嬖?,則輸出 −1。
思路
我們每次找到入讀為0的點,然后把他插入到隊列里,然后將這個點刪除,這也就意味著這個點連接的下一個點(可能是多個)的入度就會減1。
這個時候,我們就進(jìn)入了下一輪。
我們因為前面將一個點刪除了,那么它指向的點的入度就會都減去1,所以,就會出現(xiàn)新的點的入度為0,這個點顯然是因為它的入度小,所以它理所應(yīng)當(dāng)?shù)呐旁谕負(fù)湫蚶锩嬖诘诙?。?dāng)前面的一個點沒有了被刪除了,那它就要首當(dāng)其沖了。
和圖的BFS思路很像,但是加了搜索的規(guī)則(即入度為零的先被搜索)可以看點這里
AC代碼
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <cstring>
#include <queue>
using namespace std;
const int N = 1e5 + 10;
int e[N],ne[N],h[N],idx,in[N],n,m,top[N],cnt = 1;
// e,ne,h,idx 鄰接表模板
// in 代表每個元素的入度
// top是拓?fù)渑判虻男蛄?,cnt代表top中有多少個元素
void add(int a,int b){
e[idx] = b; ne[idx] = h[a];h[a] = idx ++;
}
bool topsort(){
queue<int> q;
int t;
for(int i = 1;i <= n; ++i)// 將所有入度為0的點加入隊列
if(in[i] == 0) q.push(i);
while(q.size()){
t = q.front();//每次取出隊列的首部
top[cnt] = t;//加入到 拓?fù)湫蛄兄?
cnt ++; // 序列中的元素 ++
q.pop();
for(int i = h[t];i != -1; i = ne[i]){
// 遍歷 t 點的出邊
int j = e[i];
in[j] --;// j 的入度 --
if(in[j] == 0) q.push(j); //如果 j 入度為0,加入隊列當(dāng)中
}
}
if(cnt < n) return 0;
else return 1;
}
int main(){
int a,b;
cin >> n >> m;
memset(h,-1,sizeof h);//給頭節(jié)點賦值為-1;
while(m--){
cin >> a >> b;
add(a,b);
in[b] ++;// a -> b , b的入度++
}
if(topsort() == 0) cout << "-1";
else {
for(int i = 1;i <= n; ++i){
cout << top[i] <<" ";
}
}
return 0;
}
到此這篇關(guān)于C++詳細(xì)講解圖的拓?fù)渑判虻奈恼戮徒榻B到這了,更多相關(guān)C++拓?fù)渑判騼?nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!
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最新評論
一、前言
且該序列必須滿足下面兩個條件:
- 每個頂點出現(xiàn)且只出現(xiàn)一次。
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入度: 即有多少條邊指向自己這個節(jié)點。
出度: 即有多少條邊從自己這個節(jié)點指出去。
二、算法流程
算法流程:
用隊列來執(zhí)行 ,初始化所有入度為0的頂點入隊。
主要由以下兩步循環(huán)執(zhí)行,直到不存在入度為 0 的頂點為止
選擇一個入度為 0 的頂點,并將它輸出;
刪除圖中從頂點連出的所有邊
循環(huán)結(jié)束
若輸出的頂點數(shù)小于圖中的頂點數(shù),則表示該圖存在回路,即無法拓?fù)渑判颍?/p>
否則,輸出的就是拓?fù)湫蛄?(不唯一)
模板如下:
1.數(shù)組模擬隊列實現(xiàn)拓?fù)渑判?/p>
bool topsort()
{
int hh = 0, tt = -1;
// in[i] 存儲點i的入度
for (int i = 1; i <= n; i ++ )// 將所有入度為0的點加入隊列
if (in[i]==0)
top[ ++ tt] = i;
while (hh <= tt)
{
int t = top[hh ++ ];//找到入度為0的隊頭
//遍歷一下以t為頭節(jié)點的的單鏈表,給每一個結(jié)點都要減去1,并再次找到入度為0的點
for (int i = h[t]; i != -1; i = ne[i])
{
// 遍歷 t 點的出邊
int j = e[i];
if (-- in[j] == 0)//將入度減1,如果 j 入度為0,加入隊列當(dāng)中
top[ ++ tt] = j;
}
}
// 如果所有點都入隊了,說明存在拓?fù)湫蛄?;否則不存在拓?fù)湫蛄小?
return tt == n - 1;
}
2.使用STL queue實現(xiàn)拓?fù)渑判?/p>
bool topsort(){
queue<int> q;
int t;
for(int i = 1;i <= n; ++i)// 將所有入度為0的點加入隊列
if(in[i] == 0) q.push(i);
while(q.size()){
t = q.front();//每次取出隊列的首部
top[cnt] = t;//加入到 拓?fù)湫蛄兄?
cnt ++; // 序列中的元素 ++
q.pop();
for(int i = h[t];i != -1; i = ne[i]){
// 遍歷 t 點的出邊
int j = e[i];
in[j] --;// j 的入度 --
if(in[j] == 0) q.push(j); //如果 j 入度為0,加入隊列當(dāng)中
}
}
if(cnt < n) return 0;
else return 1;
}時間復(fù)雜度 O(n+m), n表示點數(shù),m表示邊數(shù)
三、有向圖的拓?fù)渑判?/h2>
給定一個 n 個點 m 條邊的有向圖,點的編號是 1 到 n,圖中可能存在重邊和自環(huán)。
請輸出任意一個該有向圖的拓?fù)湫蛄?,如果拓?fù)湫蛄胁淮嬖?,則輸出 −1。
思路
我們每次找到入讀為0的點,然后把他插入到隊列里,然后將這個點刪除,這也就意味著這個點連接的下一個點(可能是多個)的入度就會減1。
這個時候,我們就進(jìn)入了下一輪。
我們因為前面將一個點刪除了,那么它指向的點的入度就會都減去1,所以,就會出現(xiàn)新的點的入度為0,這個點顯然是因為它的入度小,所以它理所應(yīng)當(dāng)?shù)呐旁谕負(fù)湫蚶锩嬖诘诙?。?dāng)前面的一個點沒有了被刪除了,那它就要首當(dāng)其沖了。
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AC代碼
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int e[N],ne[N],h[N],idx,in[N],n,m,top[N],cnt = 1;
// e,ne,h,idx 鄰接表模板
// in 代表每個元素的入度
// top是拓?fù)渑判虻男蛄?,cnt代表top中有多少個元素
void add(int a,int b){
e[idx] = b; ne[idx] = h[a];h[a] = idx ++;
}
bool topsort(){
queue<int> q;
int t;
for(int i = 1;i <= n; ++i)// 將所有入度為0的點加入隊列
if(in[i] == 0) q.push(i);
while(q.size()){
t = q.front();//每次取出隊列的首部
top[cnt] = t;//加入到 拓?fù)湫蛄兄?
cnt ++; // 序列中的元素 ++
q.pop();
for(int i = h[t];i != -1; i = ne[i]){
// 遍歷 t 點的出邊
int j = e[i];
in[j] --;// j 的入度 --
if(in[j] == 0) q.push(j); //如果 j 入度為0,加入隊列當(dāng)中
}
}
if(cnt < n) return 0;
else return 1;
}
int main(){
int a,b;
cin >> n >> m;
memset(h,-1,sizeof h);//給頭節(jié)點賦值為-1;
while(m--){
cin >> a >> b;
add(a,b);
in[b] ++;// a -> b , b的入度++
}
if(topsort() == 0) cout << "-1";
else {
for(int i = 1;i <= n; ++i){
cout << top[i] <<" ";
}
}
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C++基于reactor的服務(wù)器百萬并發(fā)實現(xiàn)與講解
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