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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。
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。
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。
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。
#include <map>
#include <set>
#include <ctime>
#include <cmath>
#include <stack>
#include <queue>
#include <vector>
#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstring>
#include <iostream>
#include <algorithm>
using namespace std;
const int maxn = 10005;
const int maxm = 50005;
int n, m, tot, top, scc = 0, color[maxn], dfn[maxn], low[maxn], stk[maxn], d[maxn], siz[maxn], ins[maxn];
int u[maxm], v[maxm], ans = 0;
vector<int> g[maxn];
inline void tarjan(int x)
{
dfn[x] = low[x] = ++tot;
stk[++top] = x;
ins[x] = 1;
int s = g[x].size();
for(int i = 0;i < s;++i)
{
if(!dfn[g[x][i]])
{
tarjan(g[x][i]);
low[x] = min(low[x], low[g[x][i]]);
}
else
low[x] = min(low[x], dfn[g[x][i]]);//这里不是low[g[x][i]]是因为g[x][i]的low值可能还没更新过
}
if(dfn[x] == low[x])
{
int now = -1;
++scc;
while(now != x)
{
now = stk[top];
top--;
ins[now] = 0;
color[now] = scc;
++siz[scc];
}
}
}
int main()
{
scanf("%d%d", &n, &m);
for(int i = 1;i <= m;++i)
{
scanf("%d%d", &u[i], &v[i]);
g[u[i]].push_back(v[i]);
}
for(int i = 1;i <= n;++i)
if(!dfn[i])
tarjan(i);
for(int i = 1;i <= m;++i)
if(color[u[i]] != color[v[i]])
++d[color[u[i]]];
for(int i = 1;i <= scc;++i)
{
if(!d[i])
{
if(ans > 0)
{
ans = 0;
break;
}
ans = siz[i];
}
}
printf("%d\n", ans);
return 0;
}