Tarjan总结

在图论中，连通图基于连通的概念。在一个无向图G中，若从顶点到顶点有路径相连（当然从到也一定有路径），则称和是连通的。如果G是有向图，那么连接和的路径中所有的边都必须同向。如果图中任意两点都是连通的，那么图被称作连通图。图的连通性是图的基本性质。

将有向图的所有的有向边替换为无向边，所得到的图称为原图的基图。如果一个有向图的基图是连通图，则有向图是弱连通图，弱有向图的任意两点都可以相互到达那么称这个有向图为强连通图，如果一个有向图的子图是强连通图，那么这个子图称为该有向图的强连通分量。有向图中一个单个的点也是一个强连通分量

Tarjan在无向图里可以求割点和割桥。在有向图里可以求强连通分量。


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#include<cstdio>

#include<cstring>

#include<iostream>

#include<cstring>

#include<vector>

#include<stack>

#include<algorithm>

using namespace std;

#define N 10003

int dfn[N],low[N],ins[N],Time,num;//ins是否在栈里

vector<int>gra[N];

stack<int>sta;

void Tarjan(int s)

{

    dfn[s] = low[s] = ++Time;

    sta.push(s);

    ins[s] = 1;

    for(int i=0;i<gra[s].size();i++)

    {

        int k = gra[s][i];

        if(dfn[k] == 0){

            Tarjan(k);

            low[s] = min(low[s] ,low[k]);

        }

        if(dfn[k] != 0 && ins[k] == 1){

            low[s] = min(low[s] ,dfn[k]);//low[s] = min(low[s] ,low[k]);好像也是对的

        }

    }

    if(dfn[s] == low[s])

    {

        num++;

        while(!sta.empty())//一次性弹出来的所有点属于一个强连通分量

        {

            int temp = sta.top();

            sta.pop();

            ins[temp] = 0;

            if(temp == s) break;

        }

    }

}

int main()

{

    int n,m;

    while(scanf("%d%d",&n,&m)&&(n + m))

    {

        memset(dfn,0,sizeof(dfn));

        memset(ins,0,sizeof(ins));

        memset(low,0,sizeof(low));

        while(!sta.empty()) sta.pop();

        for(int i=1;i<=n;i++) gra[i].clear();

        int a,b;

        while(m--)

        {

            scanf("%d%d",&a,&b);

            gra[a].push_back(b);

        }

        num = Time = 0;

        for(int i=1;i<=n;i++)

        {

            if(dfn[i]==0) Tarjan(i);

        }

//num就是强连通分量的个数

    }

}

1.HDU1269

裸Tarjan求强连通分量个数，跑N遍Tarjan得到的NUM就是结果

2.POJ2186

Tarjan后重建图判断出度为0的节点个数，若为1则OK。

for(int i=1;i<=n;i++)

    {

        for(int j=0;j<Gra[i].size();j++){

            int k = Gra[i][j];

            if(belong[i] != belong[k]){

                outDegree[belong[i]]++;

            }

        }

    }

其实也算不上重建图....只是求了一下各个节点的出度而已......

 

3.POJ2762 

    Tarjan + 拓扑排序

 这个题是真的烦人，都给我WA哭了有木有，从中午2点错到晚上10点，中间气的我玩了几把游戏，真的气。

 还有一个就是有人说缩晚点以后的DAG是一条链，也有好多人是这么写的，都AC了，说是dfs点的数目等于强连通块的数目就可以。

但是感觉明显不对啊，整个就是一个树，你dfs的点数肯定等于强连通块的数目啊，不懂他们怎么A的。

感觉和2186差不多，但是最多只有1000个顶点。

 我怎么这么愚蠢，居然想到要暴力！！！我太蠢啦！！！

学长一语点醒

我这都没想到-。-||


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#include<cstdio>

#include<cstring>

#include<iostream>

#include<string>

#include<vector>

#include<stack>

#include<set>

#include<algorithm>

using namespace std;

#define N 1002

vector<int>Gra[N];

stack<int>Sta;

int map[N][N];

int dfn[N],low[N],inStack[N],belong[N],Time,cnt;

int inDegree[N];

void init()

{

    Time = cnt = 0;

    memset(dfn,0,sizeof(dfn));

    memset(low,0,sizeof(dfn));

    memset(inStack,0,sizeof(inStack));

    memset(inDegree,0,sizeof(inDegree));

    memset(belong,0,sizeof(belong));

    for(int i=0;i<N;i++) Gra[i].clear();

    memset(map,0,sizeof(map));

    while(!Sta.empty()) Sta.pop();

}

void Tarjan(int s)

{

    dfn[s] = low[s] = ++Time;

    inStack[s] = 1;

    Sta.push(s);

    for(int i=0;i<Gra[s].size();i++)

    {

        int j = Gra[s][i];

        if(dfn[j] == 0){

            Tarjan(j);

            low[s] = min(low[s], low[j]);

        }

        else if(inStack[j] == 1){

            low[s] = min(low[s], dfn[j]);

        }

    }

    if(dfn[s] == low[s])

    {

        cnt ++;

        while(!Sta.empty()){

            int temp = Sta.top(); Sta.pop();

            inStack[temp] = 0;

            belong[temp] = cnt;

            if(temp == s) break;

        }

    }

    return;

}

void tsort()

{

    for(int k=0;k<cnt;k++){

        int fuck = 0,pos;

        for(int i=1;i<=cnt;i++)

        {

            if(inDegree[i] == 0)

            {

                fuck ++;

                pos = i;

            }

        }

        if(fuck > 1){

            printf("No\n");

            return ;

        }

        inDegree[pos ] = -1;

        for(int i=1;i<=cnt;i++)

        {

            if(map[pos][i] == 1)

                inDegree[i]--;

        }

    }

    printf("Yes\n");

}

int main()

{

    int noc;

    cin>>noc;

    while(noc--)

    {

        init();

        int n,m,x,y;

        scanf("%d%d",&n,&m);

        for(int i=0;i<m;i++)

        {

            scanf("%d%d",&x,&y);

            Gra[x].push_back(y);

        }

        for(int i=1;i<=n;i++) if(dfn[i] == 0) Tarjan(i);

        if(cnt == 1) {

            printf("Yes\n");

            continue;

        }

        for(int i=1;i<=n;i++)

        {

            for(int j=0;j<Gra[i].size();j++)

            {

                int k = Gra[i][j];

                if(belong[i]!=belong[k]){

                    if(map[belong[i]][belong[k]] == 0){

                        map[belong[i]][belong[k]] = 1;

                        inDegree[belong[k]]++;

                    }

                }

            }

        }

        for(int i=1;i<=cnt;i++) printf("%d %d\n",i,inDegree[i]);

        tsort();

    }

}

来源： http://tool.oschina.net/highlight

4.HYSBZ 1179

这个就是tarjan + bfs就可以了，我感觉我的代码命名都很清晰，一看就明白了。

还有就是网上好多人都是 tarjan + spfa，但我感觉spfa没有必要，因为缩点以后的图一定是一个DAG图。他的搜索树一定是一个没有向后边的的树，所以一遍vfs     就够了。

5.最后说一下就是，这个缩点的时候，如果只用入度出度是否为0就能得到答案的话直接

for(int i=1;i<=n;i++)

    {

        for(int j=0;j<Gra[i].size();j++){

            int k = Gra[i][j];

            if(belong[i] != belong[k]){

                outDegree[belong[i]]++;//inDegree[belong[i]]++;

            }

        }

    }

就可以了。

但是假如要对入度出度进行操作就不可以了，因为强连通块1是由1，2，3节点构成，强连通块2是由4，5构成

现在缩点后块1 ----> 块2。其中节点2 ---> 4，2 ---> 5，3 ---> 5。这样下来outdegree[1] == 3;

indegree[2] == 3;这其实就错了，如果拓扑排序是不出结果的。比如上面的poj2762.

那么这个类型的就告一段落了，感觉掌握的还不错，因为本身Tarjan比较好理解(当然一开始看的时候各种网上找讲解

也是看得我一脸懵逼，一开始看还是有点不好想的)但是只要理解了以后代码，就很好打了。

时间： 2024-10-08 09:48:35

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