C++输出有向无环图的一个拓扑序列

    科技2022-07-13  125

    C++输出有向无环图的拓扑序列

    1,拓扑序列拓扑序列的概念拓扑序列的应用 2,拓扑排序步骤3,举例4,代码实现


    1,拓扑序列

    拓扑序列的概念

    在一个有向无环图中,若有弧 < i , j > 存在,则在拓扑序列中, i 一定排在 j 的前面,具有这种性质的线性序列称为拓扑有序序列。

    拓扑序列的应用

    (1)可以获得相互关联的若干事件的执行顺序; (2)可以判断一个有向图中是否有回路(环)。


    2,拓扑排序步骤

    (1)在有向图中选取一个入度为 0 (即没有前驱顶点)的顶点。

    (2)保存该顶点至输出结果中,从图中删除该顶点及与该顶点相连的弧。

    (3)重复(1)(2)步,直到所有的顶点都已输出或图中没有前驱为 0 的顶点为止。


    3,举例

    如图, (1)选择入度为 0 的顶点 v0, 将其保存到数组 result 中,删除 v0 及与其相连的弧。

    (2)继续选择入度为 0 的顶点,可以选 v3, 也可以选 v1, 这里选 v1, 将其保存到数组 result 中,删除 v1 及与其相连的弧。

    (3)继续选择入度为 0 的顶点,可以选 v3, 也可以选 v2, 这里选 v2, 将其保存到数组 result 中,删除 v2 及与其相连的弧。

    (4)继续选择入度为 0 的顶点,为 v3, 将其保存到数组 result 中,删除 v3 及与其相连的弧。此时只剩下 v4 ,且其入度为 0 ,继续选择一次将其保存到数组 result 中,排序结束。

    result 数组的数据: 0, 1, 2, 3, 4 即为一个拓扑序列。


    4,代码实现

    #include<iostream> #include<queue> #include<vector> using namespace std; #define Max 9999 int n, m; // n为顶点数,m为边数 int G[Max][Max]; int inDegree[Max]; vector<int> result;//记录结果 void topsort() { queue<int> node; // 用来保存入度为 0 的顶点 for (int i = 0; i < n; ++i) { if (inDegree[i] == 0) { node.push(i); inDegree[i] = -1; } } if (node.empty()) { cout << "该图无拓扑排序" << endl; return; } while (!node.empty()) { int temp = node.front(); node.pop(); for (int i = 0; i < n; ++i) { if (G[temp][i] != 0) //删除与所选顶点相连的弧并让弧的另一个顶点入度减一 { inDegree[i]--; G[temp][i] = 0; } if (inDegree[i] == 0) //若顶点的入度为 0 ,则将其加入队列 { node.push(i); inDegree[i] = -1; } } result.push_back(temp); } if (result.size() < n) // 判断图中的顶点是否全部加入 { cout << "该图无拓扑排序" << endl; } else { cout << "该图的一个拓扑排序为:" << endl; for (int i = 0; i < result.size(); ++i) { cout << result[i] << " "; } } } int main() { cout << "输入顶点数:"; cin >> n; cout << "输入边数:"; cin >> m; cout << "输入各边的信息:"; fill(G[0], G[0] + Max * Max, 0); fill(inDegree, inDegree + Max, 0); int u, v; //u为前驱节点,v为后继节点 for (int i = 0; i < m; ++i) { cin >> u >> v; G[u][v]++; inDegree[v]++; //入度加一 } topsort(); return 0; }

    输入输出信息:

    Processed: 0.018, SQL: 8