给我用c++写一个图的同构识别的代码,输入两个图的顶点和邻接矩阵,输出是否同构
时间: 2024-02-25 10:51:56 浏览: 130
同构识别是一个复杂的问题,目前还没有确定的多项式时间算法,因此需要使用一些高级算法和数据结构来解决这个问题。下面是一个简单的基于回溯的算法,可以用C++编写,来实现同构识别。
首先,我们需要定义一个结构体来表示图。假设我们的图是无向图,每个节点有一个唯一的标识符。
```c++
struct Graph {
int n; // 节点数量
vector<vector<int>> adj; // 邻接矩阵,adj[i][j]表示节点i和节点j之间是否有边
};
```
接下来,我们可以使用一个数组来表示一个图的节点排列。每个排列都是图的一个同构变换,我们需要枚举所有可能的排列,并检查它们是否能够将一个图变换成另一个图。这个过程可以使用回溯算法来实现,其中我们递归地枚举每个节点的排列,直到所有节点都被排列完毕或者发现了不同构的两个图。
```c++
bool isIsomorphic(Graph& G1, Graph& G2) {
if (G1.n != G2.n) return false; // 节点数量不同则不同构
vector<int> perm(G1.n);
for (int i = 0; i < G1.n; ++i) perm[i] = i; // 初始排列为节点的顺序
return dfs(G1, G2, perm, 0);
}
bool dfs(Graph& G1, Graph& G2, vector<int>& perm, int i) {
if (i == G1.n) return true; // 所有节点都被排列完毕,说明找到了一种同构
for (int j = i; j < G1.n; ++j) {
swap(perm[i], perm[j]); // 枚举每个节点的排列
if (isIsomorphic(G1, G2, perm, i)) return true;
swap(perm[i], perm[j]);
}
return false;
}
bool isIsomorphic(Graph& G1, Graph& G2, vector<int>& perm, int i) {
for (int j = 0; j < i; ++j) {
if (G1.adj[i][j] != G2.adj[perm[i]][perm[j]]) return false; // 邻接矩阵不同则不同构
}
return dfs(G1, G2, perm, i + 1);
}
```
这个算法的时间复杂度是 $O(n!n^2)$,其中 $n$ 是图的节点数量。虽然这个算法不是很高效,但是可以用来处理小型的图。如果需要处理更大的图,可以使用其他更高效的算法和数据结构,例如哈希表和子图同构匹配算法等。
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