算法学习之拓扑排序

拓扑排序的理解

拓扑排序的定义:

对一个有向无环图(Directed Acyclic Graph简称DAG)G进行拓扑排序,是将G中所有顶点排成一个线性序列,使得图中任意一对顶点u和v,若边(u,v)∈E(G),则u在线性序列中出现在v之前。
首先理解排序的规则:即若存在一条有向边从u到v,则在排序后的顺序里u在v的前面。并且每个点在这个拓扑序里只能出现一次。考虑为什么必须是有向无环图,首先无向显然是不行的,而如果存在环,则会存在冲突的前后关系。



对于这样一张图显然我们根据定义可得其拓扑序为:{1,2,4,3,5}。但是对于下面这张:



那么v2,v3谁在前面了?答案是都可以。于是有了两种拓扑序:{v1,v2,v3,v4}或{v1,v3,v2,v4}。
于是我们可以知道,一个有向无环图可以有一个或多个拓扑排序序列,通常顺序会取决于我们求解的过程。

拓扑排序的解法

方法1:寻找入度为0的点

1、读入时记录每个点的入度。
2、遍历出所有入度为0的点,加入队列。
3、从队列里依次选择一个点,删除它的所有出边,将边连向的点入度减1。
4、执行3操作时判断入度减1后是否入度变为0,如果入度为0,加入队列。
5、重复执行3、4操作至所有点全部被处理。

如图:


关键代码:

for(int i = 1;i <= n;i++)
        if(in[i]==0)
            q.push(i);
while(!q.empty()){
        int u = q.front();
        q.pop();
        //printf("%d ",u);在这个时候输出要求的拓扑序
    int len = G[u].size();
        for(int i = 0;i < len;i++){
        int to = G[u][i];
            in[to]--;
            if(in[to] == 0) 
        q.push(to);
        }
}

注意:如果最后输出的拓扑序的顶点数小于总顶点数,则表明存在有向环;反之,则是DAG,只要任意时刻出现队列中元素个数大于1的情况,就有多个拓扑序。如果任意时刻队列中元素的个数始终为1,则有唯一的拓扑序。

方法2:dfs

其实就是在dfs的时候,对于一个点,在返回上一个调用处时,将其加入一个数组。最后答案就是这个数组的逆序。考虑正确性,对于一个点v,它将指向许多点,当这些点已经处理完后,v将返回上一个指向它的点的u,因为v指向的点必然在其后面,而u必然在它前面,所以依次加入他们是符合拓扑序的,只不过是逆序的。

关键代码:

void dfs(int u){
    int len = G[u].size();
    for(int i = 0;i < len;i++){
    int to = G[u][i];
        if(!vis[to]){
            vis[to] = true;
            dfs(to);
        }
    }
        
    ans[++num] = u;//注意答案是这个数组的逆序
}

int main(){
    for(int i = 1;i <= n;i++)
        if(!vis[i]){
            vis[i]=true;
            dfs(i); 
        }   
}

模板例题:http://blog.csdn.net/qianguch/article/details/77412866

参考博客:https://blog.csdn.net/qianguch/article/details/77411160

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 216,470评论 6 501
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 92,393评论 3 392
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 162,577评论 0 353
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,176评论 1 292
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,189评论 6 388
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,155评论 1 299
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,041评论 3 418
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,903评论 0 274
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,319评论 1 310
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,539评论 2 332
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,703评论 1 348
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,417评论 5 343
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,013评论 3 325
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,664评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,818评论 1 269
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,711评论 2 368
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,601评论 2 353

推荐阅读更多精彩内容

  • 第一章 绪论 什么是数据结构? 数据结构的定义:数据结构是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。 第二章...
    SeanCheney阅读 5,771评论 0 19
  • https://zh.visualgo.net/graphds 浅谈图形结构https://zh.visualgo...
    狼之独步阅读 4,148评论 0 0
  • 1 序 2016年6月25日夜,帝都,天下着大雨,拖着行李箱和同学在校门口照了最后一张合照,搬离寝室打车去了提前租...
    RichardJieChen阅读 5,096评论 0 12
  • 望向列车窗外的那一刻,街灯刚好被点亮,很昏暗但还是猛然闪的一下,我闭上了眼。其实并没有什么特别,就像现在的生活,...
    焦虑我的下一站阅读 308评论 0 0
  • 环保,现在这个词语经常出现在我们的身边。但是我们从来没有去在乎,环保这一个简简单单的词语。什么叫环保,通常大家心中...
    北纬21度不眠的思念阅读 239评论 0 1