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提示 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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下图中有几个连通分量?
答案:有3个连通分量,如下图所示,通过不同颜色标记:
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强连通图:在有向图中,如果图中任意两个节点从u到v都有路径,且从v到u也有路径,则称图G为中,如果图中任意两个节点从u
到v
都有路径,且从v
到u
也有路径,则称图G为强连通图。
强连通分量:有向图G的极大强连通子图被称为图G的强连通分量。强连通分量也不止一个,对每个强连通分量,如果再向其中加入一个节点,这个子图就不是强连通图。
提示 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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下图中有几个强连通分量?
答案:有3个强连通分量,如下图所示,通过不同颜色标记:
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强连通分量求解算法-Tarjan算法模板:
代码块 |
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#define MAXN 1005
int G[MAXN][MAXN]; // 邻接矩阵
int n; // 顶点数,顶点编号从0开始
int timestamp; // 时间戳
int dfn[MAXN]; // 第一次遍历到达u的时间戳,至少为1,为0表示u还未被访问过
int low[MAXN]; // 从顶点u开始的DFS遍历能到达的最小时间戳
stack<int> stk;
bool in_stk[MAXN]; // 记录顶点u是否在栈中
int scc_cnt; // 记录强连通分量的个数,也用于给强连通分量编号
int id[MAXN]; // 记录顶点所属的强连通分量编号
void tarjan_dfs(int u) {
dfn[u] = low[u] = ++timestamp; // 第一次遍历到u,初始化当前点的时间戳
stk.push(u);
in_stk[u] = true;
for(int i = 0; i < n; i++) { // 遍历所有u能到的邻接点
if(G[u][i]) {
if(dfn[i] == 0) { // 如果这个点还没被访问过
tarjan_dfs(i); // 遍历邻接点
low[u] = min(low[u], low[i]); // 子结点能到的最小时间戳u能也到
} else if(in_stk[i]) { // 如果这个点还在栈中,说明这个点比u点先访问到,它的时间戳也应该更早
low[u] = min(low[u], low[i]); // 用层级更高的点的时间戳更新u的low值
}
}
}
if(dfn[u] = low[u]) { // 如果u为某个强连通分量的最高点,则可以输出这个强连通分量
scc_cnt++; // 连通分量数加1
int tmp;
do {
tmp = stk.top();
stk.pop();
in_stk[tmp] = false;
id[tmp] = scc_cnt; // 标记这个点属于哪个强连通分量
} while(tmp != u);
}
}
void tarjan() {
for(int i = 0; i < n; i++) { // 对所有点进行强连通分量计算
if(dfn[i] == 0) {
tarjan_dfs(i);
}
}
} |
算法大概思路:
- DFS遍历所有节点,对每个节点,先访问其全部的邻接点,再访问节点内容。
- 记录时间戳,从1开始,按DFS遍历的顺序,每个节点的时间戳依次递增,记为
dfn[u]
。 每次访问完一个节点的全部邻接点后,记录从这个节点开始DFS遍历能到的最小时间戳,记为
low[u]
。提示 dfn[u]
:表示第一次遍历到u的时间戳。low[u]
:表示从点u开始DFS遍历能到达的最小时间戳。- 如果有
dfn[u] == low[u]
,则说明u
是所在强连通分量的最高点,可以把这个强连通分量找出来。
参考链接:
[算法]轻松掌握tarjan强连通分量p1_什么是强连通分量 - YouTube
[算法]轻松掌握tarjan强连通分量p2_两种dfs遍历 - YouTube
[算法]轻松掌握tarjan强连通分量p3_一个简单例子理解算法 - YouTube
[算法]轻松掌握tarjan强连通分量p4 更完整的例子 - YouTube
[算法]轻松掌握tarjan强连通分量p5_code实现 - YouTube