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无向图的双连通分量
点-双连通图:一个连通的无向图内部没有割点,那么该图是点-双连通图。
注意:孤立点,以及两点一边这两种图都是点-双连通的。因为它们都是内部无割点。
边-双连通图:一个连通的无向图内部没有桥,那么该图就是边-双连通的。
注意:孤立点是边-双连通的,但是两点一边不是边-双连通的。
由上面定义可以知道:点-双连通图不一定是边-双连通的。
对于一张无向图,点-双连通的极大子图称为双连通分量。不难发现,每条边恰好属于一个双连通分量(所以两点一边是一个点-双连通分量)。但不同双连通分量可能会有公共点,可以证明不同双连通分量最多只有一个公共点,且它一定是割顶。另一方面任意割顶都是至少两个不同的点-双连通分量的公共点。
边-双连通的极大子图称为边-双连通分量。除了桥不属于任何边-双连通分量外,其他每条边恰好属于一个边-双连通分量,而且把所有桥删除之后,每个连通分量对应原图中的一个边-双连通分量。
总之:
判断一个图是不是点-双连通的只要看图中是否有割点。(比寻找割点多了个栈而已)
判断一个图是不是边-双连通的只要看图中是否有桥。
如果看到这里还有很多困惑,先画图思考矛盾点,然后看代码可以更清楚,有大量注释,前提是,得先到别处看懂求割点的算法。
#include<cstdio> #include<cstring> #include<algorithm> #include<queue> #include<vector> #include<stack> using namespace std; const int maxn=1000+10; int n,m; int bcc_cnt; int dfs_clock; //bcc_cnt计数一共有多少个点-双连通分量 int pre[maxn]; //vis标记,同时也标记了是树中的第几个点 bool iscut[maxn]; int bccno[maxn]; //bccno[i]=x表示第i个顶点属于x号点双连通分量 vector<int> G[maxn],bcc[maxn]; //bcc[i]中包含了i号点-双连通分量的所有节点 struct Edge //边的结构体 { int u,v; Edge(int u,int v):u(u),v(v){} }; stack<Edge> S; int dfs(int u,int fa) { int lowu=pre[u]=++dfs_clock; int child=0; for(int i=0;i<G[u].size();i++) { int v=G[u][i]; //取出点 Edge e = Edge(u,v); //创建这条边 if(!pre[v]) //v没有被访问过 { S.push(e); //将边入栈 child++; int lowv=dfs(v,u); //求low先 lowu=min(lowu,lowv); if(lowv >= pre[u]) //本节点是割点 { iscut[u]=true; bcc_cnt++; //注意bcc_cnt从1开始编号 bcc[bcc_cnt].clear(); //清除之前留下的 while(true) //产生一个双连通分量, { Edge x=S.top(); //逐次取出边 S.pop(); //1个点可能属于多个连通分量,且它一定是割点。 if(bccno[x.u]!=bcc_cnt) //这个点还没有统计到这个连通分量。 { bcc[bcc_cnt].push_back(x.u); bccno[x.u]=bcc_cnt; //预防重复统计 } if(bccno[x.v]!=bcc_cnt) { bcc[bcc_cnt].push_back(x.v); bccno[x.v]=bcc_cnt; } if(x.u==u && x.v==v) //扫到u-v,栈中又没有与u相连的边了。继续试试其他孩子 break; } } } else if(v!=fa) //点在u上面就被访问过啦 { S.push(e); //这个是和u在一起的双连通分量 lowu=min(lowu,pre[v]); } } /* 根的孩子必须大于1才会是割点,有割点才会有双连通分量。 (1)那么如果根不是割点呢? 假设根不是割点,那么根最多只有1个孩子,也就是说根的度为1,那么根不可能处于任何1个双连通分量中。 假设根是割点,那么每个孩子各自是一个连通分量。那么就会在上面的代码中被处理为一个双联通分量。 (2)如果有桥呢?比如u-v是桥,那么会怎样? 假设u-v是桥,且u在数中的时间戳比较小。可知v也就是一个割点啦,u-v断开后,与v相连的都成为一个双连通分量了。 回溯到u时,栈中(或顶)没有包含u的边,直到另一个连通分量的产生。 如果u的孩子中没有连通分量了,那么与u相连的孩子肯定有边连到u的上边,他们又形成了一个环了,双连通分量又产生了,由其他割点去解决。 */ if(fa<0 && child==1) iscut[u]=false; return lowu; } void find_bcc(int n) { memset(pre,0,sizeof(pre)); memset(iscut,0,sizeof(iscut)); memset(bccno,0,sizeof(bccno)); dfs_clock = bcc_cnt = 0; for(int i=0;i<n;i++) //为了防止有多个连通图,全部都得搜 if(!pre[i]) dfs(i,-1); } int main() { while(scanf("%d%d",&n,&m)==2&&n) { for(int i=0;i<n;i++) G[i].clear(); //点集 for(int i=0;i<m;i++) //输入边 { int u,v; scanf("%d%d",&u,&v); G[u].push_back(v); G[v].push_back(u); } find_bcc(n); //计算双连通分量的个数 printf("点-双连通分量一共%d个\n",bcc_cnt); for(int i=1;i<=bcc_cnt;i++) //输出每个双连通分量。可能点A在第一个双连通分量中输出,又出现在第2个双连通分量中,因为它是割点。 { printf("第%d个点-双连通分量包含以下点:\n",i); sort(&bcc[i][0],&bcc[i][0]+bcc[i].size()); //对vector排序,使输出的点从小到大 for(int j=0;j<bcc[i].size();j++) { printf("%d ",bcc[i][j]); } printf("\n"); } } return 0; }
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原文地址:http://www.cnblogs.com/xcw0754/p/4616700.html