拓扑排序(有向图和无向图),判断是否有环,有算法思路,代码

拓扑排序(有向图):

从AOV网中选择一个入度为0的顶点输出,然后删去该顶点,并删除以此顶点为弧尾的弧,重复这个步骤,知道输出图中全部的顶点,或者找不到入度为0的顶点

如果这个图的全部顶点被输出,说明不存在回路的AOV网,否则,存在回路

拓扑排序可以不唯一

比如:

AOV

上面的图的拓扑排序:3,0,1,2或者0,1,3,2或者0,3,1,2

问题:

输入的第一行包含一个正整数n,表示图中共有n个顶点。其中n不超过50。

以后的n行中每行有n个用空格隔开的整数0或1,对于第i行的第j个整数,如果为1,则表示第i个顶点有指向第j个顶点的有向边,0表示没有i指向j的有向边。当i和j相等的时候,保证对应的整数为0。

如果读入的有向图含有回路,请输出“ERROR”,不包括引号。

如果读入的有向图不含有回路,请按照题目描述中的算法依次输出图的拓扑有序序列,每个整数后输出一个空格。

请注意行尾输出换行。

例如:

0 1 0 0

0 0 1 0

0 0 0 0

0 0 1 0

输出:

3 0 1 2

分析:

1,这是一个二维数组,用来存储a->b是否有边,需要定义一个二维数组

2,把每个点的入度的个数用一个数组存起来,比如下标0,标识0的入度点 的个数,下标1,标识1的入度点的个数,就是上面的二维数组的每列1的个数,就是对应的点的入度的个数

3,把入度为0的点存到栈中,然后依次出栈,并同时进入队列,队列存储的是拓扑序列,并定义一个count,计数器,用来存储出栈的个数

4,count==n的时候,说明所有点都遍历了,没有环路,返回队列,否则返回error

5,栈中元素出栈了,一直到栈中元素为空,每出一个元素,就看一下这个元素出度,所指的点,并把这个点的入度次数-1,就是刚刚把每个元素的入度个数存起来的数组,数组里面对应的个数-1,如果-1之后,变为了0,说明这个点的入度次数也就变为了0,没有了入度,可以进栈,一直循环

定义一个全局变量队列,用来存储拓扑序列

queue<int> q;

存储每个点的入度的个数,就是二维数组列为1的个数

int k[n];

for(int i=0;i<n;i++){

for(int j=0;j<n;j++){

if(a[i][j]!=0){

   k[j]++;

}

}

}

定义一个栈,存储入度为0的点

stack<int> s;

for(int i=0;i<n;i++){

if(k[i]==0){

s.push(i);

}

}

栈中元素出栈,出去的存到队中,同时判断这个元素的出度对应的点的入度的个数-1,判断是否为了0了,为0,入栈

while(!s.empty())  {

int temp=s.top();

s.pop();

q.push(temp);

count++;

for(int i=0;i<n;i++){

if(a[temp][i]!=0){

k[i]--;

if(k[i]==0){

q.push(i);

}

}

}

}

完整代码:

#include <iostream>

#include <stack>

#include <queue>

using namespace std;

queue<int> q;//用来存储拓扑序列

bool tuopu(int **p,int n){

    stack<int> s;//用来存储入度为0的点

    int *k=new int[n];//用来存储节点的入度的个数

    for(int i=0;i<n;i++){ //初始化为0

        k[i]=0;

    }

    int count=0;//用来记录栈中出去的个数,如果最后==n了,就说明没有环图

    for(int i=0;i<n;i++){

        for(int j=0;j<n;j++){

            if(p[i][j]!=0){

              k[j]++; //记录从0到n的节点入度的个数

            }

        }

    }

    for(int i=0;i<n;i++){

        if(k[i]==0){

            s.push(i);//入度节点为0的进栈

        }

    }

    while(!s.empty()){

        int temp=s.top();

        s.pop();

        count++;

        q.push(temp);

        for(int i=0;i<n;i++){

            if(p[temp][i]!=0){

                k[i]--;

                if(k[i]==0){//说明这个节点入度为0了,进栈了

                    s.push(i);

                }

            }

        }

    }

    if(count==n){

        return true;

    }else{

        return false;

    }

}

int main()

{

    int n;

    while(cin>>n){

        int **p=new int*[n];

        for(int i=0;i<n;i++){

            p[i]=new int[n];

        }

        for(int i=0;i<n;i++){

            for(int j=0;j<n;j++){

                cin>>p[i][j];

            }

        }

        bool b=tuopu(p,n);

        if(b){

            //输出队列

            while(!q.empty()){

                cout<<q.front()<<" ";

                q.pop();

            }

        }else{

            cout<<"ERROR"<<endl;

        }

    }

    return 0;

}

结果截图;

有向图



拓扑排序(无向图):判断有无环

采用拓扑排序来做,因为无向图,如果有环,那么环中的元素的度肯定是>=2的,所以我使用删除节点方法来做,

1,度小于等于1的存到栈中

2,循环栈,每次循环都出一个元素,并将这个元素相对应的点的度-1,之后,判断相对应的这个点的度是否==1,如果等于1,进栈

3,一直循环直到栈为空

4,最后判断一下k中是否有>=2的,有就返回true,说明有环,否则返回false,没有环,k就是存储各个点的度

while(!s.empty())

    {

        int i=s.top();

        cout<<i<<" ";

        s.pop();

        for(int j=0; j<n; j++)

        {

            if(p[i][j]!=0)

            {

                k[j]--;

                if(k[j]==1)

                {

                    s.push(j);

                }

            }

        }

    }

代码:

#include <iostream>

#include<stack>

using namespace std;

int n;

bool tuopu(int **p) //有环,返回true

{

    int k[n];

    for(int i=0; i<n; i++)

    {

        k[i]=0;

    }

    for(int i=0; i<n; i++)

    {

        for(int j=0; j<n; j++)

        {

            if(p[i][j]==1)

            {

                k[i]++;

            }

        }

    }

    stack<int> s;

    //将k中<=1的存到栈中

    for(int i=0; i<n; i++){

        if(k[i]<=1){

            s.push(i);

        }

    }

    while(!s.empty())

    {

        int i=s.top();

        //cout<<i<<" ";

        s.pop();

        for(int j=0; j<n; j++)

        {

            if(p[i][j]!=0)

            {

                k[j]--;

                if(k[j]==1)

                {

                    s.push(j);

                }

            }

        }

    }

    for(int i=0; i<n; i++)

    {

        if(k[i]>=2)

        {

            //cout<<k[i]<<" ";

            return true;

        }

    }

    return false;

}

int main()

{

    cin>>n;

    int **p=new int*[n];

    for(int i=0; i<n; i++)

    {

        p[i]=new int[n];

    }

    for(int i=0; i<n; i++)

    {

        for(int j=0; j<n; j++)

        {

            cin>>p[i][j];

        }

    }

    bool b=tuopu(p);

    cout<<b<<endl;

    return 0;

}

结果:

结果1


结果2
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