• 算法提升:图的拓扑排序算法


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    概念

    思路

    代码


    概念

    拓扑序列:一些活动,其中某些活动必须在另一些活动完成之后才能开始,一定是无环的有向图,称为AOV网。

    拓扑排序,其实就是对一个有向图构造拓扑序列的过程。构造时会有两个结果:如果此网的全部结点都被输出,则说明其为不存在环的AOV网。如果没有输出全部顶点数,则说明这个网存在回路,不是AOV网。

    拓扑排序基本思路:从AOV网中选择一个入度为0的顶点输出,然后删去此结点,并删除以此结点为尾的弧,继续重复此步骤,直到输出全部顶点或者AOV网中不存在入度为0的顶点为止。

    总结一下大概有如下特性:

    1. 拓扑排序排的是依赖关系,如果存在环形依赖就没有拓扑序;
    2. 入度为0的顶点不一定唯一,拓扑排序的结果不一定是唯一;
    3. 拓扑点值较大的点,在拓扑序中排在前面;

    思路

    如何用代码实现计算图的拓扑序呢?

    1. 给每一个点设置一个入度;
    2. 把入度为0的点删除掉,把和他关联的其他的点的入度 -1;
    3. 找到下一个入度为0的点,参考第二部;
    4. 直到所有的点都被删除掉
    5. 删除顺序就是拓扑序;

    代码

    //拓扑排序
    void TopologicalSort2(GraphLnk *g){
        int n = g->NumVertices;
        
        //创建辅助数组
        int *count = (int *)malloc(sizeof(int)*n);
        assert(count != NULL);
        //初始化辅助数组
        for (int i = 0; i < n; i ++) {
            count[i] = 0;
        }
        
        //统计每个顶点的初始入度
        Edge *p;
        for (int i = 0; i < n; i ++) {
            p = g->NodeTable[i].adj;
            while (p != NULL) {
                //遍历本顶点的边列表,获取到边的另一个顶点的下标
                //则另一个顶点的入度加一
                count[p->dest] ++;
                p = p->Link;
            }
        }
        
        //初始化栈
        SeqStack stack;
        InitStack(&stack);
        for (int i = 0;  i < n; i ++) {
            //将初始时每个入度为0的顶点都入栈
            if (count[i] == 0) {
                //入栈
                Push(&stack, i);
            }
        }
        
        int v,w;
        //每个顶点依次出栈
        for (int i = 0; i < n; i ++) {
            if (IsEmpty(&stack)) {
                //在小于n时栈就空了,说明有回路
                printf("网络中有回路\n");
                return;
            }else{
                //获取栈顶元素
                GetTop(stack, &v);
                //栈顶元素出栈
                Pop(&stack);
                //访问本顶点
                printf("%2c",g->NodeTable[v].data);
                
                //删除所有以本顶点为结尾的弧->本顶点的所有邻接顶点入度减一
                //获取第一个邻接顶点
                w = GetFirstNeighbor(g, g->NodeTable[v].data);
                while(w != -1) {
                    if (--count[w] == 0) {
                        //邻接顶点减一后入度为零,入栈
                        Push(&stack, w);
                    }
                    //获取下一个邻接顶点
                    w = GetNextNeighbor(g, g->NodeTable[v].data, g->NodeTable[w].data);
                }
            }
        }
        
        free(count);
    }
    

     

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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/qq_32378713/article/details/128062053