1.图的连通性与连通分量
无向图中若任意两个顶点都是可达的,则图是连通的
有向图中若任意两个顶点都可以到达,则图是强连通的
图的连通分量是顶点在“从......可达”关系下的等价类。即可以理解为其一个子图,所有的连通分量构成图的一个划分。
对于判断无向图连通性,直接用并查集(Union-and-FindSet)维护或者利用bfs、dfs即可
而有向图的连通性,根据起点选择不同结果不同,在起点处bfs、dfs即可判断连通性
2.强连通分量SCC
问题:将有向图分解为强连通分量
Korasaju算法
Korasaju算法利用了图在拓扑排序后连通分量之间的关系
上图有{A,B,C}、{D,F}、{E,G}、{H}四个强连通分量,编号为1,2,3,4
可以看到在下方的拓扑排序中强连通分量被排为了1-->3-->2-->4
引理1:设为有向图的两个不同强连通分量,若,那么最后完成搜索。换句话说在拓扑排序中一定有一个点在左侧。
那么在转置图中由于为不同强连通分量且有到的一条边,那么转置图中一定没有到的一条边,从而可以推证算法的准确性。
如果按照{H}-->{D,F}-->{E,G}-->{A,B,C}的顺序访问此图(即转置图),即可以按次序分别标记4个强连通分量
算法流程:先将原图拓扑排序,从左向右访问转置图,每次访问得到一个连通块即为一个新的强连通分量
缩点:如果以每个强连通分量访问时已统计的强连通分量的数量作为其强连通分量的编号,那么图可以化解为一个DAG图,DAG图中每条边可以在访问时直接加入
复杂度分析:空间上该算法需要基础存边,额外转置图,拓扑排序的栈,总空间为。
时间上拓扑排序一次,搜索转置图一次,总时间复杂度为。
#include
#include
#include
#include
#include
Tarjan算法