并查集判断有向图有环

时间: 2023-12-01 15:43:06 浏览: 82
并查集可以用于判断有向图是否有环,具体实现方法如下: 1. 初始化并查集,每个节点的父节点都是它本身。 2. 对于有向图中的每一条边,分别找到它的起点和终点所在的集合。 3. 如果起点和终点在同一个集合中,说明出现了环,算法结束。 4. 如果起点和终点不在同一个集合中,将它们所在的集合合并。 5. 重复步骤2-4,直到遍历完所有的边或者出现了环。 以下是Python代码实现: ```python class UnionFind: def __init__(self, n): self.parent = list(range(n)) self.rank = [0] * n def find(self, x): if self.parent[x] != x: self.parent[x] = self.find(self.parent[x]) return self.parent[x] def union(self, x, y): root_x, root_y = self.find(x), self.find(y) if root_x == root_y: return False if self.rank[root_x] < self.rank[root_y]: root_x, root_y = root_y, root_x self.parent[root_y] = root_x if self.rank[root_x] == self.rank[root_y]: self.rank[root_x] += 1 return True def has_cycle(n, edges): uf = UnionFind(n) for edge in edges: if not uf.union(*edge): return True return False ``` 其中,n表示有向图中节点的个数,edges是一个列表,每个元素是一个长度为2的列表,表示有向图中的一条边。

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import random import heapq # 生成无向图 def generate_graph(n, p): graph = [[0] * n for _ in range(n)] for i in range(n): for j in range(i+1, n): if random.random() < p: graph[i][j] = graph[j][i] = random.randint(1, 10) return graph # Prim算法求最小生成树 def prim(graph): n = len(graph) visited = [False] * n heap = [(0, 0)] mst = [] while heap: weight, node = heapq.heappop(heap) if visited[node]: continue visited[node] = True mst.append((weight, node)) for i in range(n): if not visited[i] and graph[node][i] > 0: heapq.heappush(heap, (graph[node][i], i)) return mst # Kruskal算法求最小生成树 def kruskal(graph): n = len(graph) edges = [] for i in range(n): for j in range(i+1, n): if graph[i][j] > 0: edges.append((graph[i][j], i, j)) edges.sort() parent = list(range(n)) mst = [] for weight, u, v in edges: pu, pv = find(parent, u), find(parent, v) if pu != pv: mst.append((weight, u, v)) parent[pu] = pv return mst def find(parent, x): if parent[x] != x: parent[x] = find(parent, parent[x]) return parent[x] # 生成图 graph = generate_graph(10, 0.6) print(graph) mst_prim = prim(graph) print("Prim算法求最小生成树:", mst_prim) mst_kruskal = kruskal(graph) print("Kruskal算法求最小生成树:", mst_kruskal) # Dijkstra算法求最短路径 def dijkstra(graph, start, end): n = len(graph) dist = [float('inf')] * n dist[start] = 0 visited = [False] * n heap = [(0, start)] while heap: d, u = heapq.heappop(heap) if visited[u]: continue visited[u] = True for v in range(n): if graph[u][v] > 0: if dist[u] + graph[u][v] < dist[v]: dist[v] = dist[u] + graph[u][v] heapq.heappush(heap, (dist[v], v)) return dist[end] # Bellman-Ford算法求最短路代码分析

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