一、什麼是拓撲排序
在圖論中,拓撲排序(topological sorting)是乙個有向無環圖(dag, directed acyclic graph)的所有頂點的線性序列。且該序列必須滿足下面兩個條件:
每個頂點出現且只出現一次。
若存在一條從頂點 a 到頂點 b 的路徑,那麼在序列中頂點 a 出現在頂點 b 的前面。
有向無環圖(dag)才有拓撲排序,非dag圖沒有拓撲排序一說。
例如,下面這個圖:
它是乙個 dag 圖,那麼如何寫出它的拓撲排序呢?這裡說一種比較常用的方法:
從 dag 圖中選擇乙個 沒有前驅(即入度為0)的頂點並輸出。
從圖中刪除該頂點和所有以它為起點的有向邊。
重複 1 和 2 直到當前的 dag 圖為空或當前圖中不存在無前驅的頂點為止。後一種情況說明有向圖中必然存在環。
於是,得到拓撲排序後的結果是 。
通常,乙個有向無環圖可以有乙個或多個拓撲排序序列。
二、拓撲排序的實現
根據上面講的方法,我們關鍵是要維護乙個入度為0的頂點的集合。
圖的儲存方式有兩種:鄰接矩陣和鄰接表。這裡我們採用鄰接表來儲存圖,c++**如下:
#include
#include
#include
using
namespace
std;
/************************類宣告************************/
class graph
;/************************類定義************************/
graph::graph(int v)
graph::~graph()
void graph::addedge(int v, int w)
bool graph::topological_sort()
if(count < v)
return
false; // 沒有輸出全部頂點,有向圖中有迴路
else
return
true; // 拓撲排序成功
輸出結果是 4, 5, 2, 0, 3, 1。這是該圖的拓撲排序序列之一。
每次在入度為0的集合中取頂點,並沒有特殊的取出規則,隨機取出也行,這裡使用的queue。取頂點的順序不同會得到不同的拓撲排序序列,當然前提是該圖存在多個拓撲排序序列。
由於輸出每個頂點的同時還要刪除以它為起點的邊,故上述拓撲排序的時間複雜度為o(v+e)。
文章**
資料結構之拓撲排序
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