我的编程空间,编程开发者的网络收藏夹
学习永远不晚

C++详细讲解图的拓扑排序

短信预约 -IT技能 免费直播动态提醒
省份

北京

  • 北京
  • 上海
  • 天津
  • 重庆
  • 河北
  • 山东
  • 辽宁
  • 黑龙江
  • 吉林
  • 甘肃
  • 青海
  • 河南
  • 江苏
  • 湖北
  • 湖南
  • 江西
  • 浙江
  • 广东
  • 云南
  • 福建
  • 海南
  • 山西
  • 四川
  • 陕西
  • 贵州
  • 安徽
  • 广西
  • 内蒙
  • 西藏
  • 新疆
  • 宁夏
  • 兵团
手机号立即预约

请填写图片验证码后获取短信验证码

看不清楚,换张图片

免费获取短信验证码

C++详细讲解图的拓扑排序

一、前言

且该序列必须满足下面两个条件:

  1. 每个顶点出现且只出现一次。
  2. 若存在一条从顶点 x到顶点 y的路径,那么在序列中顶点 x 出现在顶点 y的前面。

拓扑排序只适用于 AOV网 (有向无环图)

若图中有环,则一定不存在拓扑序。

可以证明,一个有向无环图,一定存在一个拓扑序列。有向无环图,又被称为拓扑图。

入度: 即有多少条边指向自己这个节点。

出度: 即有多少条边从自己这个节点指出去。

二、算法流程

算法流程:

用队列来执行 ,初始化所有入度为0的顶点入队。

主要由以下两步循环执行,直到不存在入度为 0 的顶点为止

选择一个入度为 0 的顶点,并将它输出;

删除图中从顶点连出的所有边

循环结束

若输出的顶点数小于图中的顶点数,则表示该图存在回路,即无法拓扑排序,

否则,输出的就是拓扑序列 (不唯一)

模板如下:

1.数组模拟队列实现拓扑排序

bool topsort()
{
    int hh = 0, tt = -1;
    // in[i] 存储点i的入度
    for (int i = 1; i <= n; i ++ )// 将所有入度为0的点加入队列
        if (in[i]==0)
            top[ ++ tt] = i;
    while (hh <= tt)
    {
        int t = top[hh ++ ];//找到入度为0的队头
  //遍历一下以t为头节点的的单链表,给每一个结点都要减去1,并再次找到入度为0的点
        for (int i = h[t]; i != -1; i = ne[i])
        {
        // 遍历 t 点的出边
            int j = e[i];
            if (-- in[j] == 0)//将入度减1,如果 j 入度为0,加入队列当中
                top[ ++ tt] = j;
        }
    }
    // 如果所有点都入队了,说明存在拓扑序列;否则不存在拓扑序列。
    return tt == n - 1;
}

2.使用STL queue实现拓扑排序

bool topsort(){
    queue<int> q;
    int t;
    for(int i = 1;i <= n; ++i)// 将所有入度为0的点加入队列
        if(in[i] == 0) q.push(i);
    while(q.size()){
        t = q.front();//每次取出队列的首部
        top[cnt] = t;//加入到 拓扑序列中
        cnt ++; // 序列中的元素 ++
        q.pop();
        for(int i = h[t];i != -1; i = ne[i]){
            // 遍历 t 点的出边
            int j = e[i];
            in[j] --;// j 的入度 --
            if(in[j] == 0) q.push(j); //如果 j 入度为0,加入队列当中
        }
    }
    if(cnt < n) return 0;
    else return 1;
}

时间复杂度 O(n+m), n表示点数,m表示边数

三、有向图的拓扑排序

给定一个 n 个点 m 条边的有向图,点的编号是 1 到 n,图中可能存在重边和自环。

请输出任意一个该有向图的拓扑序列,如果拓扑序列不存在,则输出 −1。

思路

我们每次找到入读为0的点,然后把他插入到队列里,然后将这个点删除,这也就意味着这个点连接的下一个点(可能是多个)的入度就会减1。

这个时候,我们就进入了下一轮。

我们因为前面将一个点删除了,那么它指向的点的入度就会都减去1,所以,就会出现新的点的入度为0,这个点显然是因为它的入度小,所以它理所应当的排在拓扑序里面在第二位。当前面的一个点没有了被删除了,那它就要首当其冲了。

和图的BFS思路很像,但是加了搜索的规则(即入度为零的先被搜索)可以看点这里

AC代码

#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <cstring>
#include <queue>
using namespace std;
const int N = 1e5 + 10;
int e[N],ne[N],h[N],idx,in[N],n,m,top[N],cnt = 1;
// e,ne,h,idx 邻接表模板
// in 代表每个元素的入度
// top是拓扑排序的序列,cnt代表top中有多少个元素
void add(int a,int b){
    e[idx] = b; ne[idx] = h[a];h[a] = idx ++;
}
bool topsort(){
    queue<int> q;
    int t;
    for(int i = 1;i <= n; ++i)// 将所有入度为0的点加入队列
        if(in[i] == 0) q.push(i);
    while(q.size()){
        t = q.front();//每次取出队列的首部
        top[cnt] = t;//加入到 拓扑序列中
        cnt ++; // 序列中的元素 ++
        q.pop();
        for(int i = h[t];i != -1; i = ne[i]){
            // 遍历 t 点的出边
            int j = e[i];
            in[j] --;// j 的入度 --
            if(in[j] == 0) q.push(j); //如果 j 入度为0,加入队列当中
        }
    }
    if(cnt < n) return 0;
    else return 1;
}
int main(){
    int a,b;
    cin >> n >> m;
    memset(h,-1,sizeof h);//给头节点赋值为-1;
    while(m--){
        cin >> a >> b;
        add(a,b);
        in[b] ++;// a -> b , b的入度++
    }
    if(topsort() == 0) cout << "-1";
    else {
        for(int i = 1;i <= n; ++i){
            cout << top[i] <<" ";
        }
    }
    return 0;
}

到此这篇关于C++详细讲解图的拓扑排序的文章就介绍到这了,更多相关C++拓扑排序内容请搜索编程网以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持编程网!

免责声明:

① 本站未注明“稿件来源”的信息均来自网络整理。其文字、图片和音视频稿件的所属权归原作者所有。本站收集整理出于非商业性的教育和科研之目的,并不意味着本站赞同其观点或证实其内容的真实性。仅作为临时的测试数据,供内部测试之用。本站并未授权任何人以任何方式主动获取本站任何信息。

② 本站未注明“稿件来源”的临时测试数据将在测试完成后最终做删除处理。有问题或投稿请发送至: 邮箱/279061341@qq.com QQ/279061341

C++详细讲解图的拓扑排序

下载Word文档到电脑,方便收藏和打印~

下载Word文档

猜你喜欢

C++图的拓扑排序是什么

本文小编为大家详细介绍“C++图的拓扑排序是什么”,内容详细,步骤清晰,细节处理妥当,希望这篇“C++图的拓扑排序是什么”文章能帮助大家解决疑惑,下面跟着小编的思路慢慢深入,一起来学习新知识吧。一、前言且该序列必须满足下面两个条件:每个顶点
2023-06-30

Java数据结构之有向图的拓扑排序详解

这篇文章主要为大家详细介绍了Java数据结构中有向图的拓扑排序,文中的示例代码讲解详细,具有一定的借鉴价值,感兴趣的小伙伴可以了解一下
2022-11-13

MySql超详细整理讲解各种排序

目录稳定性直接插入排序希尔排序选择排序堆排序冒泡排序快速排序归并排序计数排序稳定性两个相等的数据,如果经过排序后,排序算法能保证其相对位置不发生变化,则我们称该算法是具备稳定性的排序算法。直接插入排序直接插入排序就是每次选择无序区间的
2022-07-29

C语言中的直接插入排序(带图详细)

这篇文章主要介绍了C语言中的直接插入排序(带图详细),具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教
2022-12-27

C语言中程序环境和预处理的详细图文讲解

这篇文章主要给大家介绍了关于C语言中程序环境和预处理的相关资料,我们写的C语言代码,从运行,到在屏幕上生成结果,经历了比较复杂的过程,需要的朋友可以参考下
2023-02-16

编程热搜

  • Python 学习之路 - Python
    一、安装Python34Windows在Python官网(https://www.python.org/downloads/)下载安装包并安装。Python的默认安装路径是:C:\Python34配置环境变量:【右键计算机】--》【属性】-
    Python 学习之路 - Python
  • chatgpt的中文全称是什么
    chatgpt的中文全称是生成型预训练变换模型。ChatGPT是什么ChatGPT是美国人工智能研究实验室OpenAI开发的一种全新聊天机器人模型,它能够通过学习和理解人类的语言来进行对话,还能根据聊天的上下文进行互动,并协助人类完成一系列
    chatgpt的中文全称是什么
  • C/C++中extern函数使用详解
  • C/C++可变参数的使用
    可变参数的使用方法远远不止以下几种,不过在C,C++中使用可变参数时要小心,在使用printf()等函数时传入的参数个数一定不能比前面的格式化字符串中的’%’符号个数少,否则会产生访问越界,运气不好的话还会导致程序崩溃
    C/C++可变参数的使用
  • css样式文件该放在哪里
  • php中数组下标必须是连续的吗
  • Python 3 教程
    Python 3 教程 Python 的 3.0 版本,常被称为 Python 3000,或简称 Py3k。相对于 Python 的早期版本,这是一个较大的升级。为了不带入过多的累赘,Python 3.0 在设计的时候没有考虑向下兼容。 Python
    Python 3 教程
  • Python pip包管理
    一、前言    在Python中, 安装第三方模块是通过 setuptools 这个工具完成的。 Python有两个封装了 setuptools的包管理工具: easy_install  和  pip , 目前官方推荐使用 pip。    
    Python pip包管理
  • ubuntu如何重新编译内核
  • 改善Java代码之慎用java动态编译

目录