最近几天准备根据VJ上面kuangbin带你飞专题的题把tarjan算法学习一下,这一篇是根据POJ1236来学习通过tarjan算法查找强连通分量
这个blog对于tarjan算法的讲解很详细,先贴在这里:http://www.lydshy.com/wordpress/92 和 http://www.lydshy.com/wordpress/115
下面是我自己的一些理解
在有向图G中,如果两个顶点间至少存在一条路径,称两个顶点强连通(strongly connected)。如果有向图G的每两个顶点都强连通,称G是一个强连通图。非强连通图有向图的极大强连通子图,称为强连通分量(strongly connected components),简记为SCC。
5号节点能追溯到的dfn最小的节点是2好,其low为2,所以low[5]=2;而且每次搜索都把当前节点压入栈中,当搜索了当前节点中所有的点之后,如果low[k]==dfn[k],则栈中从k到栈顶的所有元素属于一个连通分量
以下算法流程是摘抄自开头的博客
接下来是对算法流程的演示。
从节点1开始DFS,把遍历到的节点加入栈中。搜索到节点u=6时,DFN[6]=LOW[6],找到了一个强连通分量。退栈到u=v为止,{6}为一个强连通分量。
返回节点5,发现DFN[5]=LOW[5],退栈后{5}为一个强连通分量。
返回节点3,继续搜索到节点4,把4加入堆栈。发现节点4向节点1有后向边,节点1还在栈中,所以LOW[4]=1。节点6已经出栈,(4,6)是横叉边,返回3,(3,4)为树枝边,所以LOW[3]=LOW[4]=1。
继续回到节点1,最后访问节点2。访问边(2,4),4还在栈中,所以LOW[2]=DFN[4]=5。返回1后,发现DFN[1]=LOW[1],把栈中节点全部取出,组成一个连通分量{1,3,4,2}。
至此,算法结束。经过该算法,求出了图中全部的三个强连通分量{1,3,4,2},{5},{6}。
可以发现,运行Tarjan算法的过程中,每个顶点都被访问了一次,且只进出了一次堆栈,每条边也只被访问了一次,所以该算法的时间复杂度为O(N+M)。
以下是POJ1236的题目和题解
5 2 4 3 0 4 5 0 0 0 1 0Sample Output
1 2
题目大意:有一些学校可以相互传输(单向)信息,现在给出其联系图,让你求出要使所有人都收到信息,最少要发送几个信息,和最少增加几条线路可以使只发送一条信息就能使所有人都收到
题解:第一个答案是所有入度为0的强连通分量的个数,第二个答案是所有入度为0和所有出度为0的连通分量数中的最大值的个数,这一点画个简易的图就可以看出来了
下面是代码
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
#define MAX 105
int head[MAX];
int u[MAX*MAX];
int v[MAX*MAX];
int _next[MAX*MAX];
int low[MAX];
int dfn[MAX];//可以代替vis【MAX】
int cnt[MAX];//每一个点所属的联通分量的标号
int re;//联通分量个数
int stack[MAX];
int top;
int in[MAX];
int out[MAX];
void dfs(int k,int num){
dfn[k]=low[k]=num;
stack[++top]=k;
for(int i=head[k];i!=-1;i=_next[i]){
int e=v[i];
if(!dfn[e]){
dfs(e,++num);
low[k]=min(low[k],low[e]);
}
else if(dfn[e]) low[k]=min(low[k],dfn[e]);//这里为什么是min(low,dfn)之后要画图解释
}
if(dfn[k]==low[k]){ //dfn==low 出栈
re++;
do{
cnt[stack[top]]=re;
}while(stack[top--]!=k);//之前因为--放到循环里面导致出错 习惯让栈顶空着了····
}
}
int main(){
int n;
while(~scanf("%d",&n)){
int t;
int c=0;
memset(head,-1,sizeof(head));
memset(dfn,0,sizeof(dfn));
memset(in,0,sizeof(in));
memset(out,0,sizeof(out));
top=0;
re=0;
for(int i=1;i<=n;i++){
while(scanf("%d",&t)&&t){
u[c]=i;
v[c]=t;
_next[c]=head[i];
head[i]=c++;
}
}
for(int i=1;i<=n;i++){
if(!dfn[i]) dfs(i,1);
}
int ans1=0,ans2=0;
for(int i=0;i
之前也看到过一些代码,里面对于low[v]的更新不区分是树枝边还是后向边(指向在当前栈中的点的边),一律都是low[u]=min(low[v],low[u]),这两种的区别我现在还不是非常的清楚,但是好像在找割点和桥的时候是有很大区别的,我在这里推荐树枝边和后向边分开来更新,就是我的代码中的更新方法,如果之后我有更深的理解会进行补充