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强连通分量(tarjan)

时间:2024-09-04 21:04:58浏览次数:4  
标签:tarjan int 连通 edge ++ dfn low 分量

前言

首先你要知道什么是强连通分量再来不会的话我给你链接啊!

好像上面那个链接已经替代了我 :)

tarjan

tarjan 这个算法的演示图比较复杂,我推荐看这篇博客,这时你肯定要问了,你都推荐别人的博客了,那我看你干嘛,别急,他没给你代可以给你!

我们用 \(dfn[x]\) 表示点 \(x\) dfs 序(dfs遍历时访问的顺序),我们又用 \(low[x]\) 表示 \(x\) 点可以到达最小的 dfs 序,我们又用栈来储存每个点,当遇到环时为了输出当前的强连通分量。

dfn[x]=low[x]=++t;//dfs序
s[++top]=x;//数组模拟栈

然后我们就枚举出边,如果下一个点没遍历过,递归,更新 low,否则直接更新 low ,

for(int i=head[x];i!=-1;i=edge[i].next){
	int y=edge[i].to;
	if(dfn[y]==0){
		tarjan(y);
		low[x]=min(low[x],low[y]);//与那个点的low比较
	}
	else{
		low[x]=min(low[x],dfn[y]);//因为已经又dfn所以直接比较
	}
}

如果 \(dfn[x]\) 与 \(low[x]\) 相等,说明找到了强连通分量的根(开始节点),然后我们就输出这个强连通分量就好了。

if(dfn[x]==low[x]){
	int b;
	do{
		b=s[top];
		cout<<b<<" ";
	}while(x!=s[top--]);
	cout<<"\n";
}

完整代码:

void tarjan(int x){
	dfn[x]=low[x]=++t;
	s[++top]=x;
	for(int i=head[x];i!=-1;i=edge[i].next){
		int y=edge[i].to;
		if(dfn[y]==0){
			tarjan(y);
			low[x]=min(low[x],low[y]);
		}
		else{
			low[x]=min(low[x],dfn[y]);
		}
	}
	if(dfn[x]==low[x]){
		int b;
		do{
			b=s[top--];
			cout<<b<<" ";
			if(b==x){
				break;
			}
		}while(x!=b);
		cout<<"\n";
	}
}
void tarjan(int x){
	dfn[x]=low[x]=++t;
	s[++top]=x;
	vis[x]=1;
	
	for(int i=head[x];i!=-1;i=edge[i].next){
		int y=edge[i].to;
		if(dfn[y]==0){
			tarjan(y);
			low[x]=min(low[x],low[y]);
		}
		else if(vis[y]){
			low[x]=min(low[x],dfn[y]);
		}
	}
	if(dfn[x]==low[x]){
		int b;
		do{
			b=s[top--];
			of[b]=x;
			vis[b]=0;
			if(b==x){
				break;
			}
			val[x]+=val[b];
		}while(x!=b);
	}
}

这样 tarjan 就学会了吧,如果没有可以多看几篇题解。

缩点

例题 1.洛谷 P3387

例题

学 tarjan 肯定要做这个啊!

其实还是要看看题解学了

我还是太菜,没法直接讲清楚 :( 但其实就是 tarjan 缩点后拓扑对路径做 dp 求最大权值和(半天说了个废话)

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N=1e4+4;
const int M=1e5+5;
int n,m;
inline int read(){
	int x=0,f=1;char ch=getchar();
	while (ch<'0'||ch>'9'){if (ch=='-') f=-1;ch=getchar();}
	while (ch>='0'&&ch<='9'){x=x*10+ch-48;ch=getchar();}
	return x*f;
}



int cnt=0,sum=0;
struct Edge{
	int from,to,next;
}edge[2*M],ed[2*M];
int head[N],h[N];
int in[N];

void add_edge(int u,int v){
	edge[cnt].to=v;
	edge[cnt].from=u;
	edge[cnt].next=head[u];
	head[u]=cnt++;
} 

void add_edge2(int u,int v){
	ed[++sum].next=h[u];
	ed[sum].to=v;
	ed[sum].from=u;
	h[u]=sum;
	in[v]++;
} 

int t=0,top=0;
int s[N];
int dfn[N];
int vis[N];
int val[N];
int low[N]; 
int of[N];

void tarjan(int x){
	
	dfn[x]=low[x]=++t;
	s[++top]=x;
	vis[x]=1;
	
	for(int i=head[x];i!=-1;i=edge[i].next){
		int y=edge[i].to;
		
		if(dfn[y]==0){
			tarjan(y);
			low[x]=min(low[x],low[y]);
		}
		else if(vis[y]){
			low[x]=min(low[x],dfn[y]);
		}
	}

	
	if(dfn[x]==low[x]){
		int b;
		do{
			b=s[top--];
			of[b]=x;
			vis[b]=0;
			if(b==x){
				break;
			}
			val[x]+=val[b];
		}while(x!=b);
	}
	
}
queue<int> q;
int dis[N];
void topo(){
	
	for(int i=1;i<=n;i++){
		if(of[i]==i&&in[i]==0){
			q.push(i);
			dis[i]=val[i];
		}
	}
	
	while(!q.empty()){
		int k=q.front();
		q.pop();
		for(int i=h[k];i!=-1;i=ed[i].next){
			int v=ed[i].to;
			dis[v]=max(dis[v],dis[k]+val[v]);
			if(--in[v]==0){
				q.push(v);
			}
		}
	}
	int ans=0;
	for(int i=1;i<=n;i++){
		ans=max(ans,dis[i]);
	} 
	cout<<ans;
}

int main(){
	ios::sync_with_stdio(false);
	cin.tie(nullptr);

	n=read(),m=read();
	
	for(int i=1;i<=n;i++){
		head[i]=-1;
		h[i]=-1;
		val[i]=read();
	} 
	
	for(int i=1;i<=m;i++){
		int u,v;
		u=read(),v=read();
		add_edge(u,v);
	}
	
	for(int i=1;i<=n;i++){
		if(dfn[i]==0){
			tarjan(i); 	
		}
	}
	
	for(int i=1;i<=m;i++){
		int x=of[edge[i].from],y=of[edge[i].to];
		if(x!=y){
			add_edge2(x,y);
		}
	}
	
	topo();
	
	return 0; 
}

例题 2.洛谷P3627

例题

就是缩点然后spfa跑找权值最大的终点。

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define ll long long
#define N 500005

int n,m;

int uu[N],vv[N];

int cnt=0;
struct Edge{
	int to,next,w;
}edge[2*N];
int head[N];

void add_edge(int u,int v){
	cnt++;
	edge[cnt].to=v;
	edge[cnt].next=head[u];
	head[u]=cnt;
}  
void add_edge2(int u,int v,int w){
	cnt++;
	edge[cnt].to=v;
	edge[cnt].w=w;
	edge[cnt].next=head[u];
	head[u]=cnt;
}  

int t=0,top=0,tot=0;
int s[N];
int dfn[N];
int vis[N];
int val[N];
int sum[N];
int low[N]; 
int of[N];

void tarjan(int x){
	
	dfn[x]=low[x]=++t;
	s[++top]=x;
	vis[x]=1;
	
	for(int i=head[x];i!=-1;i=edge[i].next){
		int y=edge[i].to;
		
		if(dfn[y]==0){
			tarjan(y);
			low[x]=min(low[x],low[y]);
		}
		else if(vis[y]){
			low[x]=min(low[x],dfn[y]);
		}
	}

	
	if(dfn[x]==low[x]){
		tot++;
		do{
			int b=s[top];
			sum[tot]+=val[b];
			vis[b]=0;
			of[b]=tot;
		}while(x!=s[top--]);
	}
	
}
queue<int> q;
ll dis[N];
int done[N];
int endd[N];

void spfa(int id){
	
	for(int i=1;i<=tot;i++){
		dis[i]=0;
	}
	
	int gs=of[id];
	q.push(gs);
	done[gs]=1;
	dis[gs]=sum[gs];
	while(!q.empty()){
		int e=q.front();
		q.pop();
		done[e]=0;
		
		for(int i=head[e];i;i=edge[i].next){
			int nx=edge[i].to;
			if(dis[nx]<dis[e]+edge[i].w){
				dis[nx]=dis[e]+edge[i].w;
				if(!done[nx]){
					q.push(nx);
					done[nx]=1;
				}
			}
		}
	}
}

int main(){
	ios::sync_with_stdio(false);
	cin>>n>>m;
	
	for(int i=1;i<=n;i++){
		head[i]=-1;
	} 
	
	for(int i=1;i<=m;i++){
		cin>>uu[i]>>vv[i];
		add_edge(uu[i],vv[i]);
	}
	
	for(int i=1;i<=n;i++){
		cin>>val[i];
	}
	
	int start,ends;
	cin>>start>>ends;
	
	for(int i=1;i<=ends;i++){
		cin>>endd[i];
	}
	
	for(int i=1;i<=n;i++){
		if(dfn[i]==0){
			tarjan(i); 	
		}
	}
	
	cnt=0;
	memset(edge,0,sizeof(edge));
	memset(head,-1,sizeof(head));
	
	for(int i=1;i<=m;i++){
		int x=of[uu[i]],y=of[vv[i]];
		if(x!=y){
			add_edge2(x,y,sum[y]);
		}
	}
	
	spfa(start);
	
	ll ans=0;
	for(int i=1;i<=ends;i++){
		ans=max(ans,dis[of[endd[i]]]);
	} 
	cout<<ans;
	return 0; 
}

标签:tarjan,int,连通,edge,++,dfn,low,分量
From: https://www.cnblogs.com/sadlin/p/18397332

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