Tarjan算法和Kosaraju算法
时间: 2023-11-24 19:06:25 浏览: 90
Tarjan算法
Tarjan算法和Kosaraju算法都是求解有向图强连通分量的算法,它们的时间复杂度都为O(N+M),其中N为图中节点数,M为图中边数。
Tarjan算法的基本思想是通过DFS遍历图中的节点,并在遍历的过程中维护一个栈,用于存储已经遍历过的节点。在遍历的过程中,对于每个节点,记录它被遍历到的时间戳和能够到达的最小时间戳,当一个节点的最小时间戳等于它自身的时间戳时,说明这个节点及其之前遍历到的节点构成了一个强连通分量,将这些节点从栈中弹出即可。
Kosaraju算法的基本思想是先对原图进行一次DFS,得到一个反向图,然后再对反向图进行DFS。在第二次DFS的过程中,每次从未被访问过的节点开始遍历,遍历到的所有节点构成一个强连通分量。
两种算法的具体实现可以参考以下代码:
```python
# Tarjan算法
def tarjan(u):
dfn[u] = low[u] = timestamp
timestamp += 1
stk.append(u)
for v in graph[u]:
if not dfn[v]:
tarjan(v)
low[u] = min(low[u], low[v])
elif v in stk:
low[u] = min(low[u], dfn[v])
if dfn[u] == low[u]:
scc = []
while True:
v = stk.pop()
scc.append(v)
if v == u:
break
scc_list.append(scc)
# Kosaraju算法
def dfs1(u):
vis[u] = True
for v in graph[u]:
if not vis[v]:
dfs1(v)
stk.append(u)
def dfs2(u):
vis[u] = True
scc.append(u)
for v in reverse_graph[u]:
if not vis[v]:
dfs2(v)
# 构建图和反向图
graph = [[] for _ in range(n)]
reverse_graph = [[] for _ in range(n)]
for u, v in edges:
graph[u].append(v)
reverse_graph[v].append(u)
# Tarjan算法求解强连通分量
dfn = [0] * n
low = [0] * n
timestamp = 1
stk = []
scc_list = []
for i in range(n):
if not dfn[i]:
tarjan(i)
# Kosaraju算法求解强连通分量
vis = [False] * n
stk = []
scc_list = []
for i in range(n):
if not vis[i]:
dfs1(i)
vis = [False] * n
while stk:
u = stk.pop()
if not vis[u]:
scc = []
dfs2(u)
scc_list.append(scc)
```
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