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判断无向图的连通性可以通过深度优先搜索(DFS)或广度优先搜索(BFS)来实现。
深度优先搜索(DFS):
算法步骤:
- 选择一个顶点作为起始顶点,标记为已访问。
- 对于起始顶点的每个相邻顶点,如果该相邻顶点未被访问,则继续递归调用DFS进行访问。
- 重复上述步骤,直到所有顶点都被访问过。
- 判断是否有未被访问过的顶点,若有则表示图不是连通的,否则表示图是连通的。
示例:
假设有以下无向图:
代码语言:txt复制 1------2------7
| | /
| | /
5------3---6
|
|
4
选择顶点1作为起始顶点,进行DFS。
结果:
代码语言:txt复制 1------2------7
| | /
| | /
5------3---6
|
|
4
所有顶点都被访问过,因此该无向图是连通的。
在有向图中找到所有的强连通分量:
强连通分量(Strongly Connected Component,SCC)指的是有向图中的一个最大子图,该子图内的任意两个顶点均可达。要找到所有的强连通分量,可以使用Tarjan算法。
Tarjan算法步骤:
- 对有向图进行深度优先搜索(DFS)。
- 在搜索的过程中,记录每个顶点的访问次序(dfs序)和能够到达的最小次序(low值)。
- 建立一个栈,用来保留搜索过程中访问的顶点。
- 在每个顶点访问结束时,判断该顶点的low值是否等于其dfs序,若相等,则将该顶点及其之前的顶点全部出栈,组成一个强连通分量。
- 重复上述步骤,直到所有顶点都被访问过。
示例:
假设有以下有向图:
代码语言:txt复制 1---->2<----7
| /| ^
| / v |
5-->3 6--->4
使用Tarjan算法找到所有的强连通分量。
结果:
代码语言:txt复制 1 7
| /
| /
2<---3--->6
|
v v
5------->4
有向图的强连通分量为:{1,2,3,5},{6},{4},{7}。