由于刷CCF时遇到了类似的问题,最近学习了下Tarjan求强连通的算法。
基本的原理:通过Dfs遍历点,某点在拓展后仍能回归到自己,则该点处在图的一个强连通分量上。
基本工具:
- int dfn[i]:记录i在dfs中第一次被访问到的次序(时间序,只增不减)。
- int low[i]:i所能到达的最早的点的次序,也是最小子树的根。
- bool in_stack[i]:i是否在栈中。
- int mystack[i]:手写的栈,用来存储dfs过程中遍历到的点(直接用stl的栈也是一样的)。
- int scc_cnt:强连通分量的数量。
- int num[id]:id强连通分量中的点的个数。
- int belong[i]:i所属的强连通分量的编号。
要用到的东西挺多,我刚开始看时也觉得挺吓人的~
过程简述:
每次将一个新节点栈并且标记在栈中,该节点由出度则继续沿着该节点拓展到底。到底后逐个回溯(dfs的特点),每次返回时都比较本点与上一点的low值(所能抵达的最早的点的时间序),取其中的最小值。若发现点u的dfn[u] == low[u],则u为以个强连通分量的根节点,那么从栈顶(最后进栈的点)到u(包括u)的点构成一个强连通分量,将其全部出栈。继续回溯。。。
模板先来:
const int maxv = 1e4 + 4, maxe = 5 * 1e4 + 4;struct Edge{ int to, next;}e[maxe];int head[maxv], cnte;inline void add_edge(const int& from, const int& to){ cnte += 1; e[cnte].to = to, e[cnte].next = head[from]; head[from] = cnte; return;}int n, m;int dfn[maxv], low[maxv], index, scc_cnt;int num[maxv];int mystack[maxv], top;bool in_stack[maxv];int belong[maxv];void tarjan(const int& q){ dfn[q] = low[q] = ++index; mystack[++top] = q; in_stack[q] = true; for(int i=head[q]; i; i = e[i].next){ if(!dfn[e[i].to]){ tarjan(e[i].to); low[q] = min(low[q], low[e[i].to]); }else if(in_stack[e[i].to]){ low[q] = min(low[q], dfn[e[i].to]); }else continue; } int v = 0; if(dfn[q] == low[q]){ //找到强连通分量子树上的根节点 scc_cnt += 1; do{ //退栈 num[scc_cnt] += 1; //统计强连通分量上点的数量 v = mystack[top--]; belong[v] = scc_cnt; in_stack[v] = false; }while(q != v); //q == v 时,q(v)已经退栈 } return;}