试编写一个算法,给有向无环图G中每个顶点赋以一个整数序号,并 以下条件:若从顶点 至顶点j有一条弧,则应使i<j
时间: 2024-12-22 18:32:33 浏览: 9
为了给有向无环图 (DAG) 中的每个顶点分配一个整数序号,满足从顶点 i 到顶点 j 存在一个弧意味着 i < j 的条件,我们可以采用拓扑排序的算法。以下是该算法的一个简单步骤描述:
1. **创建邻接表**:首先,将图表示为邻接列表,其中每个节点包含其出边指向的其他节点。
2. **确定入度**:对于图中的每个节点,计算进入它的边的数量(即入度)。
3. **初始化栈** 和 序号数组:设置一个空栈和一个大小等于顶点数的序号数组,初始值都设为 `0`。
4. **遍历并添加节点**:
- 对于所有入度为 0 的节点,将其压入栈中。
- 当栈非空时,取出栈顶节点 `v`,将其序号递增为当前最大序号加一 (`seq[v] = seq[num_nodes - 1] + 1`),并将 `num_nodes++`。
- 遍历与 `v` 相连的所有节点,减小它们的入度(如果大于 0)。
5. **检查循环**:如果还有节点在堆栈中,说明存在环,无法完成此操作;因为在一个有向无环图中,一旦所有节点都能通过入度为 0 的节点到达,就没有未访问的节点了。
6. **返回序列**:当栈为空时,遍历顺序即为符合要求的序号。
以下是伪代码形式:
```python
def topological_sort(graph):
num_nodes = len(graph)
in_degrees = [0] * num_nodes
for node, neighbors in graph.items():
in_degrees[node] = len(neighbors)
stack = []
seq = [0] * num_nodes
for node in range(num_nodes):
if in_degrees[node] == 0:
stack.append(node)
while stack:
v = stack.pop()
seq[v] = num_nodes - len(stack)
for neighbor in graph[v]:
in_degrees[neighbor] -= 1
if in_degrees[neighbor] == 0:
stack.append(neighbor)
# 如果仍有元素在stack中,返回None,表示图中有环
return seq if not stack else None
# 示例:
graph = {0: [1], 1: [], 2: [0]}
result = topological_sort(graph)
if result is not None:
print("按照条件排序后的序号:", result)
else:
print("图中存在环,无法进行排序")
```
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