给定一个有向图,找到该图中的母节点,使用C语言代码
时间: 2024-10-09 16:02:27 浏览: 15
在有向图中寻找“母节点”通常是指找到顶点集合中所有其他顶点都可以通过边到达的根节点,这通常是树结构中的概念,特别是对于强连通分量(Strongly Connected Components, SCCs)中的根节点。在C语言中,我们可以使用深度优先搜索(DFS)或者拓扑排序来找出这样的节点。
这里假设我们有一个邻接表表示的有向图,其中`adj_list[u]`是一个指向u的所有出边目标节点的数组:
```c
#include <stdbool.h>
#include <stdio.h>
// 定义一个无向图结点结构
typedef struct Node {
int value;
struct Node* adj[/* num_edges */]; // 出边列表
} GraphNode;
// 检查是否为强连通分量的根节点
bool is_root(GraphNode* node, GraphNode** roots, int roots_count) {
for (int i = 0; i < roots_count; ++i) {
if (*roots[i] == node && !(*roots[i])->visited) { // 如果节点已经在根节点列表,并且未访问过
return false;
}
}
// 如果节点未在根节点列表,或者已访问过,则它是当前强连通分量的根
return true;
}
// DFS遍历寻找强连通分量的根节点
GraphNode* find_topological_root(GraphNode* start_node) {
// 初始化每个节点的visited标志
for (GraphNode* node = start_node; node != NULL; node->visited = true) {
stack_t nodes = {start_node};
while (!stack_empty(nodes)) {
GraphNode* current = stack_pop(&nodes);
// 遍历当前节点的所有邻居
for (int i = 0; i < sizeof(current->adj)/sizeof(current->adj[0]); ++i) {
GraphNode* neighbor = current->adj[i];
if (!neighbor->visited) {
// 将未访问过的邻居压入栈
stack_push(&nodes, neighbor);
// 如果找到新的根节点,更新root指针
if (is_root(neighbor, &top_roots, roots_count)) {
top_roots[roots_count++] = neighbor;
}
}
}
}
}
return top_roots[0]; // 返回第一个根节点
}
// 示例用法
int main() {
GraphNode* graph[] = {/* 图的节点和边在这里... */};
int num_nodes = sizeof(graph) / sizeof(graph[0]);
// 初始化根节点数组
GraphNode** top_roots = malloc(num_nodes * sizeof(GraphNode*));
int roots_count = 0;
// 找到所有强连通分量的根节点
for (GraphNode* node = graph[0]; node != NULL; node = node->next) {
if (is_root(node, top_roots, roots_count)) {
roots_count++;
}
}
// 确保有足够的空间存储根节点
top_roots = realloc(top_roots, roots_count * sizeof(GraphNode*));
// 找到整个图的第一个根节点
GraphNode* topological_root = find_topological_root(graph[0]);
printf("找到的母节点值为:%d\n", topological_root->value);
// 清理并释放内存
free(top_roots);
return 0;
}
```
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