tarjan 演算法 求強連通分量)

2021-08-04 08:29:59 字數 4434 閱讀 5817

全網最詳細tarjan演算法講解,我不敢說別的。反正其他tarjan演算法講解,我看了半天才看懂。我寫的這個,讀完一遍,發現原來tarjan這麼簡單!

tarjan演算法,乙個關於 圖的聯通性的神奇演算法。基於dfs(迪法師)演算法,深度優先搜尋一張有向圖。!注意!是有向圖。根據樹,堆疊,打標記等種種神(che)奇(dan)方法來完成剖析乙個圖的工作。而圖的聯通性,就是任督二脈通不通。。的問題。

了解tarjan演算法之前你需要知道:

強連通,強連通圖,強連通分量,解答樹(解答樹只是一種形式。了解即可)

不知道怎麼辦!!!

神奇海螺~:嘟嚕嚕~!

強連通(strongly connected): 在乙個有向圖g裡,設兩個點 a b 發現,由a有一條路可以走到b,由b又有一條路可以走到a,我們就叫這兩個頂點(a,b)強連通。

強連通圖: 如果 在乙個有向圖g中,每兩個點都強連通,我們就叫這個圖,強連通圖。

強連通分量strongly connected components):在乙個有向圖g中,有乙個子圖,這個子圖每2個點都滿足強連通,我們就叫這個子圖叫做 強連通分量 [分量::把乙個向量分解成幾個方向的向量的和,那些方向上的向量就叫做該向量(未分解前的向量)的分量]

舉個簡單的栗子:

比如說這個圖,在這個圖中呢,點1與點2互相都有路徑到達對方,所以它們強連通.

而在這個有向圖中,點1 2 3組成的這個子圖,是整個有向圖中的強連通分量。

解答樹:就是乙個可以來表達出遞迴列舉的方式的樹(圖),其實也可以說是遞迴圖。。反正都是乙個作用,乙個展示從「什麼都沒有做」開始到「所有結求出來」逐步完成的過程。「過程!」

神奇海螺結束!!!

tarjan演算法,之所以用dfs就是因為它將每乙個強連通分量作為搜尋樹上的乙個子樹。而這個圖,就是乙個完整的搜尋樹。

為了使這顆搜尋樹在遇到強連通分量的節點的時候能順利進行。每個點都有兩個引數。

1,dfn[]作為這個點搜尋的次序編號(時間戳),簡單來說就是 第幾個被搜尋到的。%每個點的時間戳都不一樣%。

2,low[]作為每個點在這顆樹中的,最小的子樹的根,每次保證最小,like它的父親結點的時間戳這種感覺。如果它自己的low[]最小,那這個點就應該從新分配,變成這個強連通分量子樹的根節點。

ps:每次找到乙個新點,這個點low[]=dfn[]。

而為了儲存整個強連通分量,這裡挑選的容器是,堆疊。每次乙個新節點出現,就進站,如果這個點有 出度 就繼續往下找。直到找到底,每次返回上來都看一看子節點與這個節點的low值,誰小就取誰,保證最小的子樹根。如果找到dfn[]==low[]就說明這個節點是這個強連通分量的根節點(畢竟這個low[]值是這個強連通分量裡最小的。)最後找到強連通分量的節點後,就將這個棧裡,比此節點後進來的節點全部出棧,它們就組成乙個全新的強連通分量。

先來一段偽**壓壓驚:

tarjan(u)

首先來一張有向圖。網上到處都是這個圖。我們就一點一點來模擬整個演算法。

從1進入 dfn[1]=low[1]= ++index ----1

入棧 1

由1進入2 dfn[2]=low[2]= ++index ----2

入棧 1 2

之後由2進入3 dfn[3]=low[3]= ++index ----3

入棧 1 2 3

之後由3進入 6 dfn[6]=low[6]=++index ----4

入棧 1 2 3 6

之後發現 嗯? 6無出度,之後判斷 dfn[6]==low[6]

說明6是個強連通分量的根節點:6及6以後的點 出棧。

棧: 1 2 3

之後退回 節點3 low[3] = min(low[3], low[6]) low[3]還是 3

節點3 也沒有再能延伸的邊了,判斷 dfn[3]==low[3]

說明3是個強連通分量的根節點:3及3以後的點 出棧。

棧: 1 2

之後退回 節點2 嗯?!往下到節點5

dfn[5]=low[5]= ++index -----5

入棧 1 2 5

ps:你會發現在有向圖旁邊的那個醜的(劃掉)搜尋樹 用紅線剪掉的子樹,那個就是強連通分量子樹。每次找到乙個。直接。一剪子下去。半個子樹就沒有了。。

結點5 往下找,發現節點6 dfn[6]有值,被訪問過。就不管它。

繼續 5往下找,找到了節點1 他爸爸的爸爸。。dfn[1]被訪問過並且還在棧中,說明1還在這個強連通分量中,值得發現。 low[5] = min(low[5], dfn[1])

確定關係,在這棵強連通分量樹中,5節點要比1節點出現的晚。所以5是1的子節點。so

low[5]= 1

由5繼續回到2 low[2] = min(low[2], low[5])

low[2]=1;

由2繼續回到1 判斷 low[1] = min(low[1], low[2])

low[1]還是 1

1還有邊沒有走過。發現節點4,訪問節點4

dfn[4]=low[4]=++index ----6

入棧 1 2 5 4

由節點4,走到5,發現5被訪問過了,5還在棧裡,

low[4] = min(low[4], dfn[5]) low[4]=5

說明4是5的乙個子節點。

由4回到1.

回到1,判斷 low[1] = min(low[1], low[4])

low[1]還是 1 。

判斷 low[1] == dfn[1]

誒?!相等了    說明以1為根節點的強連通分量已經找完了。

將棧中1以及1之後進棧的所有點,都出棧。

棧 :(鬼都沒有了)

這個時候就完了嗎?!

你以為就完了嗎?!

然而並沒有完,萬一你只走了一遍tarjan整個圖沒有找完怎麼辦呢?!

所以。tarjan的呼叫最好在迴圈裡解決。

like    如果這個點沒有被訪問過,那麼就從這個點開始tarjan一遍。

因為這樣好讓每個點都被訪問到。

來一道裸**。

輸入:乙個圖有向圖。

輸出:它每個強連通分量。

這個圖就是剛才講的那個圖。一模一樣。

input:

6 8

1 31 2

2 43 4

3 54 6

4 15 6

output: 6

53 4 2 1

1 #include2 #include3 #include

4using

namespace

std;

5struct

node edge[1001];8

int dfn[1001],low[1001];9

int stack[1001],heads[1001],visit[1001

],cnt,tot,index;

10void add(int x,int

y)11

17void tarjan(int x)//

代表第幾個點在處理。遞迴的是點。

1828

else

if(visit[edge[i].v ])31}

32if(low[x]==dfn[x]) //

發現是整個強連通分量子樹里的最小根。

33while(x!=stack[index+1]);//

出棧,並且輸出。

39 printf("\n"

);40}41

return;42

}43intmain()

4454

for(int i=1;i<=n;i++)

55if(!dfn[i]) tarjan(i);//

當這個點沒有訪問過,就從此點開始。防止圖沒走完

56return0;

57 }

文章出處

強連通分量 tarjan求強連通分量

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