tarjan算法 求所有联通分量

摘自:https://blog.csdn.net/qq_34374664/article/details/77488976  (感谢)

tarjan算法,之所以用DFS就是因为它将每一个强连通分量作为搜索树上的一个子树。而这个图,就是一个完整的搜索树。
为了使这颗搜索树在遇到强连通分量的节点的时候能顺利进行。每个点都有两个参数。
1,DFN[]作为这个点搜索的次序编号(时间戳),简单来说就是 第几个被搜索到的。%每个点的时间戳都不一样%。
2,LOW[]作为每个点在这颗树中的,最小的子树的根,每次保证最小,like它的父亲结点的时间戳这种感觉。如果它自己的LOW[]最小,那这个点就应该从新分配,变成这个强连通分量子树的根节点。
ps:每次找到一个新点,这个点LOW[]=DFN[]。

而为了存储整个强连通分量,这里挑选的容器是,堆栈。每次一个新节点出现,就进站,如果这个点有 出度 就继续往下找。直到找到底,每次返回上来都看一看子节点与这个节点的LOW值,谁小就取谁,保证最小的子树根。如果找到DFN[]==LOW[]就说明这个节点是这个强连通分量的根节点(毕竟这个LOW[]值是这个强连通分量里最小的。)最后找到强连通分量的节点后,就将这个栈里,比此节点后进来的节点全部出栈,它们就组成一个全新的强连通分量。

首先来一张有向图。网上到处都是这个图。我们就一点一点来模拟整个算法。

从1进入 DFN[1]=LOW[1]= ++index ----1
入栈 1
由1进入2 DFN[2]=LOW[2]= ++index ----2
入栈 1 2
之后由2进入3 DFN[3]=LOW[3]= ++index ----3
入栈 1 2 3
之后由3进入 6 DFN[6]=LOW[6]=++index ----4
入栈 1 2 3 6

之后发现 嗯? 6无出度,之后判断 DFN[6]==LOW[6]
说明6是个强连通分量的根节点:6及6以后的点 出栈。
栈: 1 2 3 
之后退回 节点3 Low[3] = min(Low[3], Low[6]) LOW[3]还是 3
节点3 也没有再能延伸的边了,判断 DFN[3]==LOW[3]
说明3是个强连通分量的根节点:3及3以后的点 出栈。
栈: 1 2 
之后退回 节点2 嗯?!往下到节点5
DFN[5]=LOW[5]= ++index -----5
入栈 1 2 5

ps:你会发现在有向图旁边的那个丑的(划掉)搜索树 用红线剪掉的子树,那个就是强连通分量子树。每次找到一个。直接。一剪子下去。半个子树就没有了。。

结点5 往下找,发现节点6 DFN[6]有值,被访问过。就不管它。
继续 5往下找,找到了节点1 他爸爸的爸爸。。DFN[1]被访问过并且还在栈中,说明1还在这个强连通分量中,值得发现。 Low[5] = min(Low[5], DFN[1]) 
确定关系,在这棵强连通分量树中,5节点要比1节点出现的晚。所以5是1的子节点。so
LOW[5]= 1

由5继续回到2 Low[2] = min(Low[2], Low[5])
LOW[2]=1;
由2继续回到1 判断 Low[1] = min(Low[1], Low[2]) 
LOW[1]还是 1
1还有边没有走过。发现节点4,访问节点4
DFN[4]=LOW[4]=++index ----6
入栈 1 2 5 4 
由节点4,走到5,发现5被访问过了,5还在栈里,
Low[4] = min(Low[4], DFN[5]) LOW[4]=5
说明4是5的一个子节点。

由4回到1.

回到1,判断 Low[1] = min(Low[1], Low[4])
LOW[1]还是 1 。

判断 LOW[1] == DFN[1] 
诶?!相等了    说明以1为根节点的强连通分量已经找完了。
将栈中1以及1之后进栈的所有点,都出栈。
栈 :(鬼都没有了)

这个时候就完了吗?!

你以为就完了吗?!

然而并没有完,万一你只走了一遍tarjan整个图没有找完怎么办呢?!

所以。tarjan的调用最好在循环里解决。

like    如果这个点没有被访问过,那么就从这个点开始tarjan一遍。

因为这样好让每个点都被访问到。

 1 #include<cstdio>
 2  #include<algorithm>
 3  #include<string.h>
 4  using namespace std;
 5  struct node {
 6      int v,next;
 7  }edge[1001];
 8   int DFN[1001],LOW[1001];
 9  int stack[1001],heads[1001],visit[1001],cnt,tot,index;
10 void add(int x,int y)
11 {
12      edge[++cnt].next=heads[x];
13      edge[cnt].v = y;
14      heads[x]=cnt;
15     return ;
16  }
17  void tarjan(int x)//代表第几个点在处理。递归的是点。
18  {
19      DFN[x]=LOW[x]=++tot;// 新进点的初始化。
20      stack[++index]=x;//进站
21      visit[x]=1;//表示在栈里
22     for(int i=heads[x];i!=-1;i=edge[i].next)
23      {
24          if(!DFN[edge[i].v]) {//如果没访问过
25             tarjan(edge[i].v);//往下进行延伸,开始递归
26              LOW[x]=min(LOW[x],LOW[edge[i].v]);//递归出来,比较谁是谁的儿子/父亲,就是树的对应关系,涉及到强连通分量子树最小根的事情。
27         }
28         else if(visit[edge[i].v ]){  //如果访问过,并且还在栈里。
29              LOW[x]=min(LOW[x],DFN[edge[i].v]);//比较谁是谁的儿子/父亲。就是链接对应关系
30          }
31      }
32      if(LOW[x]==DFN[x]) //发现是整个强连通分量子树里的最小根。
33     {
34          do{
35             printf("%d ",stack[index]);
36              visit[stack[index]]=0;
37              index--;
38          }while(x!=stack[index+1]);//出栈,并且输出。
39          printf("\n");
40      }
41      return ;
42  }
43  int main()
44  {
45      memset(heads,-1,sizeof(heads));
46      int n,m;
47      scanf("%d%d",&n,&m);
48     int x,y;
49      for(int i=1;i<=m;i++)
50      {
51          scanf("%d%d",&x,&y);
52         add(x,y);
53      }
54     for(int i=1;i<=n;i++)
55          if(!DFN[i])  tarjan(i);//当这个点没有访问过,就从此点开始。防止图没走完
56     return 0;
57  }

原文地址:https://www.cnblogs.com/pangbi/p/12530783.html

时间: 2024-10-22 13:13:40

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