无向图割点(割顶)、桥(边的双接通分量+缩点)
无向图割点(割顶)、桥(边的双连通分量+缩点)
求割顶(割点),主要的算法结构就是DFS,一个点是割点,当且仅当以下两种情况:
(1)该节点是根节点,且有两棵以上的子树
求割顶(割点),主要的算法结构就是DFS,一个点是割点,当且仅当以下两种情况:
(1)该节点是根节点,且有两棵以上的子树
(2)该节点的子节点中的任一个,没有到该节点祖先的反向边(就是说如果没有这个割顶,那么这个子节点和那个祖先之间就不能连通)
代码:(按照不连通图,同样适用与连通图)
const int MAXN = 102; int n, ans, cc; vector<int> g[MAXN]; bool vis[MAXN]; int low[MAXN], dfn[MAXN], f[MAXN]; void dfs(int u, int depth, const int root) { dfn[u] = low[u] = depth; visited[u] = true; int cnt = 0; for (unsigned int i=0; i<g[u].size(); i++) { int j = g[u][i]; if (!visited[j]) { cnt++; dfs(j, depth+1); low[u] = min(low[u], low[j]); if (u!=root && low[j]>=dfn[u]) f[u]++; if (u==root && cnt>=2) f[u]++; } else low[u] = min(low[u], dfn[j]); } }
ans = cc = 0; //cc是连通块的个数,ans是割点的个数 for (int i=1; i<=n; i++) if (!vis[i]) { dfs(i, 1, i); cc++; } for (int i=1; i<=n; i++) if (f[i] >= 1) ans++; printf("%d %d\n", ans, cc);
Tarjan算法求解桥和边双连通分量
对于边双连通分量,我们需要先了解一些概念:
边连通度:使一个子图不连通所需要删除的最小的边数就是该图的边连通度。
桥(割边):当删除一条边就使得图不连通的那条边称为桥或者是割边。
边双连通分量:边连通度大于等于二的子图称为边双连通分量。
/* *无向图的桥及边的双连通分量,Tarjan算法O(E) */ #include <cstdio> #include <cstring> using namespace std; #define MAXN 10000 #define MAXM 1000000 struct node { int v, w, pre; } edge[MAXM]; int pos[MAXN], nEdge; //图的存储:链式前向星(池子法) struct Bridge { int u, v; } bridge[MAXM]; //用来记录桥 int tot; //桥的个数 int fa[MAXN], cc; //fa:各个点所属的缩点(连通块),cc连通块的个数 int dfn[MAXN], low[MAXN], time; //时间戳 int stack[MAXN], top; //用于维护连通块的 int n, m; //点的个数和边的条数 void connect(int u, int v, int w) { nEdge++; edge[nEdge].pre = pos[u]; edge[nEdge].v = v; edge[nEdge].w = w; pos[u] = nEdge; } void tarjan(int cur, int from) { low[cur] = dfn[cur] = time++; stack[++top] = cur; for (int p=pos[cur]; p; p=edge[p].pre) { int v = edge[p].v; if (v == from) continue; //注意一下这里 if (!dfn[v]) { tarjan(v, cur); if (low[v] < low[cur]) low[cur] = low[v]; if (low[v] > dfn[cur]) { bridge[tot].u = cur; bridge[tot++].v = v; cc++; do { fa[stack[top]] = cc; } while (stack[top--] != v); } } else if (low[cur] > dfn[v]) low[cur] = dfn[v]; } } int main() { scanf("%d%d", &n, &m); memset(pos, 0, sizeof(pos)); nEdge = 0; int u, v, w; for (int i=0; i<m; i++) { scanf("%d%d%d", &u, &v, &w); connect(u, v, w); connect(v, u, w); } memset(dfn, 0, sizeof(dfn)); memset(fa, -1, sizeof(fa)); cc = tot = 0; for (int i=1; i<=n; i++) //可以处理不连通的无向图,如果连通只需要一次即可 if (!dfn[i]) { top = time = 1; tarjan(i, -1); ++cc; for (int j=1; j<=n; j++) //特殊处理顶点的连通块 if (dfn[j] && fa[j]==-1) fa[j] = cc; } for (int i=1; i<=n; i++) printf("%d ", fa[i]); //输出每个节点所属于的连通块(缩点标号) printf("\n"); for (int i=0; i<tot; i++) printf("%d %d\n", bridge[i].u, bridge[i].v); //输出所有的桥 return 0; }