tarjan

时间:2021-07-12
本文章向大家介绍tarjan,主要包括tarjan使用实例、应用技巧、基本知识点总结和需要注意事项,具有一定的参考价值,需要的朋友可以参考一下。

Tarjan

作用:

  1. 求强连通分量(求环)
  2. 求割点(同上)
  3. 缩点,将有向图变成有向无环图(进行topsort)

实现:

void tarjan(int x){
    low[x]=dfn[x]=++cnt;
    sta[++top]=x;//在栈中,表示在同一个强连通分量
    vis[x]=1;
    for(int i=head[x];i;i=nxt[i]){
        int y=ver[i]; 
        if(!dfn[y]){
            tarjan(y); low[x]=min(low[x],low[y]);
        }
        else if(vis[y]) low[x]=min(low[x],dfn[y]);//搜索到的最小栈中节点dfs序
    }
    if(dfn[x]==low[x]){
        int y; 
        while(y=sta[top--]){//缩点
            sd[y]=x; vis[y]=0; if(x==y) break;
            val[x]+=val[y];
        }
    }
}

其中,\(dfn[x]\)\(x\)\(dfs\) 序,而 \(low[x]\) 为在该强连通分量中所能找到的最小的 \(dfs\) 序的值。

如果 \(dfn[x]==low[x]\) ,那么这个点就是割点,此时栈中从 \(sta[top] ——> x\) 就是这个强连通分量的点。

又因为加入栈的顺序是按边加入的,所以我们也能记录强连通分量的边,从而得到图中的环。

我们在缩点之后整个图就变成 \(DAG\) ,就能进行拓扑或者算权值等操作。

例题:
P3387 【模板】缩点
这题是模板题。

我们首先需要把所有点都缩成一个点,然后进行 \(dp\)

我们怎么进行 \(dp\) 呢,因为我们缩完点之后形成了一个有向无环图,我们可以进行拓扑排序,求出来 \(dp\) 的顺序,然后增加值就行。

代码:

//P3387 【模板】缩点
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=1e5+5;
int n,m,val[N],top;
int nxt[N],ver[N],tot,head[N],from[N];
int dfn[N],low[N],cnt;
int sta[N],vis[N];//栈表示此时是否有父子关系
int sd[N];//把环上所有点都汇总到一个点
int deg[N],dis[N];
struct node{
    int nxt,ver,edge,head,from;
}t[N]; 
void add(int x,int y){
    ver[++tot]=y;from[tot]=x;nxt[tot]=head[x];head[x]=tot;
}
void tarjan(int x){
    low[x]=dfn[x]=++cnt;
    sta[++top]=x;//在栈中,表示在同一个强连通分量
    vis[x]=1;
    for(int i=head[x];i;i=nxt[i]){
        int y=ver[i]; 
        if(!dfn[y]){
            tarjan(y); low[x]=min(low[x],low[y]);
        }
        else if(vis[y]) low[x]=min(low[x],dfn[y]);//搜索到的最小栈中节点dfs序
    }
    if(dfn[x]==low[x]){
        int y; 
        while(y=sta[top--]){//缩点
            sd[y]=x; vis[y]=0; if(x==y) break;
            val[x]+=val[y];
        }
    }
}
int tot1=0;
void add1(int x,int y,int z){
    t[++tot1].ver=y; t[tot1].nxt=t[x].head; 
    t[tot1].edge=z; t[x].head=tot1; 
    deg[y]++; 
}
void topsort(){
    queue<int> q;
    for(int i=1;i<=n;i++) if(sd[i]==i&&!deg[i]){
        q.push(i); dis[i]=val[i];
    }
    while(!q.empty()){
        int x=q.front() ; q.pop();
        for(int i=t[x].head;i;i=t[i].nxt){
            int y=t[i].ver; 
            dis[y]=max(dis[y],dis[x]+val[y]); 
            deg[y]--;
            if(deg[y]==0) q.push(y);
        }
    }
}
int main()
{
    cin>>n>>m;
    for(int i=1;i<=n;i++) scanf("%d",&val[i]);
    for(int i=1,x,y;i<=m;i++){
        scanf("%d%d",&x,&y); add(x,y);
    } 
    for(int i=1;i<=n;i++) if(!dfn[i]) tarjan(i); 
    for(int i=1;i<=m;i++){
        int x=sd[from[i]],y=sd[ver[i]]; //没有缩成一个点
       
        if(x!=y) add1(x,y,val[x]); 
    }
    topsort(); int ans=0;
    for(int i=1;i<=n;i++) ans=max(ans,dis[i]);
    cout<<ans<<endl;
    system("pause");
    return 0;
}

原文地址:https://www.cnblogs.com/guanlexiangfan/p/15003392.html