用户工具

站点工具


2020-2021:teams:hotpot:tarjan

这是本文档旧的修订版!


问题概述

Tarjan算法是一种由Robert·Tarjan(罗伯特·塔杨)发明的在有向图中求强连通分量的算法。

概念描述

如果在一个有向图中,任意两个顶点都可以相互到达,则称这个有向图为强连通图,非强连通图的极大强连通子图称为强连通分量。

例如上图中,由点1、2、3、4构成的子图就是一个强连通分量。

算法流程

首先引入两个数组dfn[]和low[],其中dfn[i]表示点i第一次被搜索到的时间,与dfn序类似;low[i]表示在点i为根的dfs子树中,能够到达的点中dfn值的最小值。在整个算法结束后,low[]值相同的点就在同一强连通分量中。注意在初始化时low[i]=dfn[i]。

首先我们对所有dfn[i]==0的点i进行dfs,将搜到过的点压入一个栈中,如果下一个点已经在栈中,则更新low值。如果在某一个点回溯时发现这个点有dfn[x]==low[x],说明以这个点为根的dfs树子树处于同一个强连通分量中,我们把栈顶元素弹出直到x被弹出,这些被弹出的点组成一个强连通分量。

以上面的图作为一个例子,Tarjan算法的流程如下:

dfs到1,dfn[1]=low[1]=1;

dfs到2,dfn[2]=low[2]=2;

dfs到4,dfn[4]=low[4]=3,4可以到1,1在栈中,low[4]=1;

dfs到6,dfn[6]=low[6]=4,6无法继续dfs,有dfn[6]==low[6],从栈中弹出6,其自己作为一个强连通分量。

从4回溯到2,low[2]=1;

从2回溯到1,然后dfs到3,dfn[3]=low[3]=5,3可以到4,4在栈中,low[3]=1。

dfs到5,dfn[5]=low[5]=6,由于6已经dfs过,所以无法继续dfs,有dfn[5]==low[5],从栈中弹出5,其自己作为一个强连通分量。

回溯到1,有dfn[1]==low[1],从栈中弹出3、4、2、1,它们构成一个强连通分量。

例题

BZOJ1051——受欢迎的牛

题目大意

有$N$头牛,$M$对关系$(a,b)$表示$a$认为$b$受欢迎,如果$a$认为$b$受欢迎,$b$认为$c$受欢迎,那么$a$也认为$c$受欢迎,问有多少头牛受所有其他的牛欢迎。

解题思路

首先利用Tarjan找到强连通分量然后缩点,接下来我们会发现如果只有一个点出度为0那么就满足答案,否则结果为0。所以我们找到这个出度为0的点代表的强连通分量的大小即可。

代码实现

2020-2021/teams/hotpot/tarjan.1589363037.txt.gz · 最后更改: 2020/05/13 17:43 由 misakatao