算法复习-二部图判定 关节点判定(都用了DFS)
2016-12-14 21:36
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解治法:
二部图问题(染色法):
分为三种颜色状态,用(-1,0,1)代表,0为没染色。一开始先设成全都是没染色状态。
然后DFS遍历每个点进行染色,若遍历到没有染色的点,则把他染为1色,把他邻接的点染为-1,如果遇到邻接点颜色相同,则退出,判断为非二部图。
关节点问题:
对图生成DFS搜索树,我们可以发现有两类节点可以成为割点:
1:对根节点u,若其有两棵或两棵以上的子树,则该根结点u为割点;
2:对非叶子节点u(非根节点),若其子树的节点均没有指向u的祖先节点的回边,说明删除u之后,根结点与u的子树的节点不再连通;则节点u为割点。
对于根结点,显然很好处理;但是对于非叶子节点,怎么去判断有没有回边是一个值得深思的问题。
我们用dfn[u]记录节点u在DFS过程中被遍历到的次序号,low[u]记录节点u或u的子树通过非父子边追溯到最早的祖先节点(即DFS次序号最小),那么low[u]的计算过程如下:
情况1:low[u]={min{low[u], low[v]}【(u,v) 为树边 且v不为u的父亲节点】
情况2:low[u]=min{low[u], dfn[v]} 【(u,v)为回边且v不为u的父亲节点】
对于情况2,当(u,v)为树边且low[v] >= dfn[u]时,节点u才为割点。该式子的含义:以节点v为根的子树所能追溯到最早的祖先节点要么为v要么为u。
void dfs(int u){
visited[u] = true;
int childrennumber = 0 ;
dfn[u] = low[u] = dfnumber;
dfnumber++;
for(int i=0;i<Nodes[u].size();i++){
int pos = Nodes[u].at(i);
if(!visited[pos]){
childrennumber++;
parent[pos]=u;
dfs(pos);
low[u] = low[u]<low[pos]?low[u]:low[pos];
if(parent[u]==-1&&childrennumber>1){
resultpoints.push_back(u);
}
if(parent[u]!=-1&&low[pos]>=dfn[u]){
resultpoints.push_back(u);
}
}
else if(pos!= parent[u]){
low[u] = low[u]<dfn[pos]?low[u]:dfn[pos];
}
}
}
二部图问题(染色法):
分为三种颜色状态,用(-1,0,1)代表,0为没染色。一开始先设成全都是没染色状态。
然后DFS遍历每个点进行染色,若遍历到没有染色的点,则把他染为1色,把他邻接的点染为-1,如果遇到邻接点颜色相同,则退出,判断为非二部图。
#include<iostream> #include <vector> #include <math.h> using namespace std; const int number = 8; bool ifbipatrion = true; vector<int> Nodes[number];//存点数据 int Nodescolor[number];//用于给点染色,0为没染色,1和-1为两种颜色 void dfs(int node){ if(ifbipatrion == false) return; for(int i=0;i<Nodes[node].size();i++){ int pos = Nodes[node].at(i); int color = Nodescolor[pos]; if(color == 0) { if(Nodescolor[node]>0){ Nodescolor[pos] =-1; dfs(pos); } else if(Nodescolor[node]<0){ Nodescolor[pos] =1; dfs(pos); } } else if(color == Nodescolor[node]) { ifbipatrion = false; return; } } } bool ifBi(){ for(int i = 0;i<number;i++){ if(!Nodescolor[i] && ifbipatrion) { Nodescolor[i] = 1; dfs(i); } } return ifbipatrion; }
关节点问题:
对图生成DFS搜索树,我们可以发现有两类节点可以成为割点:
1:对根节点u,若其有两棵或两棵以上的子树,则该根结点u为割点;
2:对非叶子节点u(非根节点),若其子树的节点均没有指向u的祖先节点的回边,说明删除u之后,根结点与u的子树的节点不再连通;则节点u为割点。
对于根结点,显然很好处理;但是对于非叶子节点,怎么去判断有没有回边是一个值得深思的问题。
我们用dfn[u]记录节点u在DFS过程中被遍历到的次序号,low[u]记录节点u或u的子树通过非父子边追溯到最早的祖先节点(即DFS次序号最小),那么low[u]的计算过程如下:
情况1:low[u]={min{low[u], low[v]}【(u,v) 为树边 且v不为u的父亲节点】
情况2:low[u]=min{low[u], dfn[v]} 【(u,v)为回边且v不为u的父亲节点】
对于情况2,当(u,v)为树边且low[v] >= dfn[u]时,节点u才为割点。该式子的含义:以节点v为根的子树所能追溯到最早的祖先节点要么为v要么为u。
void dfs(int u){
visited[u] = true;
int childrennumber = 0 ;
dfn[u] = low[u] = dfnumber;
dfnumber++;
for(int i=0;i<Nodes[u].size();i++){
int pos = Nodes[u].at(i);
if(!visited[pos]){
childrennumber++;
parent[pos]=u;
dfs(pos);
low[u] = low[u]<low[pos]?low[u]:low[pos];
if(parent[u]==-1&&childrennumber>1){
resultpoints.push_back(u);
}
if(parent[u]!=-1&&low[pos]>=dfn[u]){
resultpoints.push_back(u);
}
}
else if(pos!= parent[u]){
low[u] = low[u]<dfn[pos]?low[u]:dfn[pos];
}
}
}
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