有向无环图的应用—AOV网 和 拓扑排序

有向无环图:无环的有向图,简称 DAG (Directed Acycline Graph) 图。

一个有向图的生成树是一个有向树,一个非连通有向图的若干强连通分量生成若干有向树,这些有向数形成生成森林。

在工程计划和管理方面的应用

除最简单的情况之外,几乎所有的工程都可分为若干个称作“活动”的子工程,并且这些子工程之间通常受着一定条件的约束,例如:其中某些子工程必须在另一些子工

程完成之后才能开始。对整个工程和系统,人们关心的是两方面的问题:

一是工程能否顺利进行,即工程流程是否“合理”;

二是完成整个工程所必须的最短时间。

对应到有向图即为进行拓扑排序(AOV网)和求关键路径(AOE网)。

拓扑排序

AOV 网:用一个有向图表示一个工程的各子工程及其相互制约的关系,其中以顶点表示活动,弧表示活动之间的优先制约关系,称这种有向图为顶点表示活动的网,简称AOV (Activity On  Vertex network)网。

比如、某工程可分为7个子工程(V0、V1、V2、V3、V4、V5、V6),若用顶点表示子工程(也称活动),用弧表示子工程间的顺序关系,工程流程可用如下的AOV网表示。

比如排课表

AOV 网的特点:若从 i 到 j 有一条有向路径,则 i是 j 的前驱;j 是 i 的后继。若 < i , j > 是网中有向边,则 i 是 j 的直接前驱; j 是 i 的直接后继。AOV 网中不允许有回路,因为如果有回路存在,则表明某项活动以自己为先决条件,显然这是荒谬的。

问题:如何判别 AOV 网中是否存在回路?即如何AOV网表示的工程能顺利进行?合理?

拓扑排序:

在 AOV 网没有回路的前提下,我们将全部活动排列成一个线性序,使得若 AOV 网中有弧 <i,  j> 存在,则在这个序列中, i  一定排在  j的前面,具有这种性质的线性序列称为拓扑有序序列,相应的拓扑有序排序的算法称为拓扑排序。

注意:

1、若将图中顶点按拓扑次序排成一行,则图中所有的有向边均是从左指向右的。

2、若图中存在有向环,则不可能使顶点满足拓扑次序。

3、一个DAG可能存在多个拓扑序列。

检测 AOV 网中是否存在环方法:

DFS(深度优先搜索),出现返回边则有环;拓扑排序,若所有的顶点都出现在拓扑排序中,则不出现环。如果使用 DFS 进行拓扑排序,那么结果是逆向的拓扑排序有序序列。

拓扑排序方法:

1)在有向图中选一个无前趋的顶点v,输出之;

2)从有向图中删除v及以v为尾的弧;

3)重复1)、2),直接全部输出全部顶点或有向图中不存在无前趋的结点时为止。

删除 v2,v3,v4,v5,v6以及以他们为尾部的弧

注意:一个AOV网的拓扑序列不是唯一的

时间: 2025-01-04 15:28:18

有向无环图的应用—AOV网 和 拓扑排序的相关文章

47. 蛤蟆的数据结构笔记之四十七的有向无环图的应用排序

47.蛤蟆的数据结构笔记之四十七的有向无环图的应用排序 本篇名言:"君子喻于义 ,小人喻于利. -- 孔丘" 接下去来看下有向无环图. 欢迎转载,转载请标明出处:http://blog.csdn.net/notbaron/article/details/47110397 1.  有向无环图 一个无环的有向图称做有向无环图(directedacycline praph).简称DAG图.DAG 图是一类较有向树更一般的特殊有向图,图1给出了有向树.DAG图和有向图 有向无环图是描述含有公共

[从今天开始修炼数据结构]无环图的应用 —— 拓扑排序和关键路径算法

上一篇文章我们学习了最短路径的两个算法.它们是有环图的应用.下面我们来谈谈无环图的应用. 一.拓扑排序 博主大学学的是土木工程,在老本行,施工时很关键的节约人力时间成本的一项就是流水施工,钢筋没绑完,浇筑水泥的那帮兄弟就得在那等着,所以安排好流水施工,让工作周期能很好地衔接就很关键.这样的工程活动,抽象成图的话是无环的有向图. 在表示工程的有向图中,用顶点表示活动,弧表示活动之间的优先关系,这样的有向图为顶点表示活动的网,成为AOV网(Active On Vertex Network) ※ 若在

有向无环图(DAG)拓扑排序的两种方法

如下图的DAG: 第一种: (1)从AOV网中选择一个没有前驱的顶点并且输出它: (2)从AOV网中删除该顶点,并且上去所有该顶点为尾的弧: (3)重复上述两步,直到全部顶点都被输出,或者AOV网中不存在没有前驱的顶点. 第二种: 使用深度优先搜索(DFS),并标记每一个节点的第一次访问(pre)和最后一次访问时间(post),最后post的逆序就是DAG的拓扑排序,其实也是节点在进行DFS搜索时,出栈的逆序就是拓扑排序. 拓扑序列的结果有: (1) c++,高等数学,离散数学,数据结构,概率论

UVA10305 Ordering Tasks(有向无环图排序--toposort) Kahn算法

题目描述:https://vjudge.net/problem/UVA-10305 题目分析: 恨水的题目,只要学了toposort就会做的,大概意思是给你n个变量,m个不等关系表示a<b,问n个数可能的关系;不如举个例子例如n=3表示3个变量我们假如他们是a,b,c现在有两个关系a<b,a<c 那么输出有两种a<b<c或者a<c<b(题目要求输出任意一种); 题目大概就这个意思,那么我们怎么做呢,我们想一想如果把变量看成点,关系看成有向边,那么就得到一个图,这个

图的邻接表表示与无环图的拓扑排序

一.  图的最常用的表示方法是邻接矩阵和邻接表. 1,邻接矩阵 邻接矩阵其实就是一个二维数组,对于每条边<u,v>,我们就令A[u][v] = 1,如果图为有权图,我们也可以令A[u][v]等于该权,这么表示的优点是非常简单,但是它的空间需求很大,如果图是稠密的,邻接矩阵是合适的表示方法,如果图是稀疏的,那这种方法就太浪费空间了,下面给出图的邻接矩阵表示例子. 2 邻接表 邻接表是图的常用储存结构之一.邻接表由表头结点和表结点两部分组成,其中图中每个顶点均对应一个存储在数组中的表头结点.如下图

HDU 3249 Test for job (有向无环图上的最长路,DP)

 解题思路: 求有向无环图上的最长路,简单的动态规划 #include <iostream> #include <cstring> #include <cstdlib> #include <cstdio> #include <algorithm> #include <vector> #include <cmath> #define LL long long using namespace std; const int

48. 蛤蟆的数据结构笔记之四十八的有向无环图的应用关键路径

48. 蛤蟆的数据结构笔记之四十八的有向无环图的应用关键路径 本篇名言:"富贵不淫贫贱乐 ,男儿到此是豪雄.-- 程颢" 这次来看下有向无环图的另一个应用关键路径. 欢迎转载,转载请标明出处:http://blog.csdn.net/notbaron/article/details/47135061 1.  关键路径 与AOV-网相对应的是AOE-网(Activity On Edge)即边表示活动的网.AOE-网是一个带权的有向无环图,其中,顶点表示事件(Event),弧表示活动,权表

javascript实现有向无环图中任意两点最短路径的dijistra算法

有向无环图 一个无环的有向图称做有向无环图(directed acycline praph).简称DAG 图.DAG 图是一类较有向树更一般的特殊有向图, dijistra算法 摘自 http://www.cnblogs.com/biyeymyhjob/archive/2012/07/31/2615833.html 1.定义概览 Dijkstra(迪杰斯特拉)算法是典型的单源最短路径算法,用于计算一个节点到其他所有节点的最短路径.主要特点是以起始点为中心向外层层扩展,直到扩展到终点为止.Dijk

有向无环图的最小路径覆盖 二分图模型解题

有向无环图中,路径覆盖就是在图中找一些路径,使之覆盖了图中的所有顶点,且任何一个顶点有且只有一条路径与之关联(如果把这些路径中的每条路径从它的起始点走到它的终点,那么恰好可以经过图中的每个顶点一次且仅一次). 最小路径覆盖就是找出最小的路径条数,使之成为原图的一个路径覆盖. 公式:最小路径覆盖=(原图)顶点数-对应的二分图的最大匹配数. 我们通过例题来解释如何把DAG转换为二分图模型. HDU1151Air Raid 题目大意:在一个城镇,有n个路口,和m条单向路,而且这些路不会形成环.现在要弄