拓扑排序(Topological Order)

Date:2019-06-17 14:43:59

算法描述

1.定义队列Q,并把所有入度为0的结点加入队列

2.取队首结点,输出。然后删除所有从它除法的边,并令这些边到达的顶点的入度-1,若某个顶点的入度为0,则加入队列Q

3.反复进行2操作,直至队列为空。

如果队列为空时入过队的结点数目恰好为N,说明拓扑排序成功,图G为有向无环图DAG(Directed Acyclic Graph)

否则,拓扑排序失败,图G中有环

算法实现

 1 vector<int> adj[M]; //邻接表实现
 2 int n,m,inDegree[M];    //入度
 3 
 4 bool TopologicalSort()
 5 {
 6     int num=0;  //加入拓扑排序的顶点数目
 7     queue<int> q;   //若要求输出的排序字典序最小,则可用priority_queue
 8     for(int i=0; i<n; i++)
 9         if(inDegree[i]==0)
10             q.push(i);
11     while(!q.empty())
12     {
13         int u = q.front();
14         q.pop();
15         for(int i=0; i<adj[u].size(); i++)
16         {
17             int v = adj[u][i];
18             inDegree[v]--;
19             if(inDegree[v] == 0)
20                 q.push(v);
21         }
22         num++;
23     }
24     if(num == n)
25         return true;
26     else
27         return false;
28 }

相关练习

  • PAT甲级在18年9月的考试中第一次涉及了拓扑排序,还未真正求过拓扑排序,算法并不难,不排除今后要考的可能

Source:

Codeup 2117: 确定比赛名次

题目描述

有N个比赛队(1<=N<=500),编号依次为1,2,3,。。。。,N进行比赛,比赛结束后,裁判委员会要将所有参赛队伍从前往后依次排名,但现在裁判委员会不能直接获得每个队的比赛成绩,只知道每场比赛的结果,即P1赢P2,用P1,P2表示,排名时P1在P2之前。现在请你编程序确定排名。

输入

输入有若干组,每组中的第一行为二个数N(1<=N<=500),M;其中N表示队伍的个数,M表示接着有M行的输入数据。接下来的M行数据中,每行也有两个整数P1,P2表示即P1队赢了P2队。

输出

给出一个符合要求的排名。输出时队伍号之间有空格,最后一名后面没有空格。
其他说明:符合条件的排名可能不是唯一的,此时要求输出时编号小的队伍在前;输入数据保证是正确的,即输入数据确保一定能有一个符合要求的排名。

样例输入

3 2
3 1
3 2
17 16
16 1
13 2
7 3
12 4
12 5
17 6
10 7
11 8
11 9
16 10
13 11
15 12
15 13
17 14
17 15
17 16
0 0

样例输出

3 1 2
17 6 14 15 12 4 5 13 2 11 8 9 16 1 10 7 3

Attention:

  • priority_queue默认是大根堆,字典序的拓扑排序需要改为小根堆

Code:

 1 #include<cstdio>
 2 #include<queue>
 3 #include<vector>
 4 #include<algorithm>
 5 using namespace std;
 6 const int M=550;
 7 int n,m,in[M];
 8 vector<int> ans,adj[M];
 9 
10 void TopologicalSort()
11 {
12     priority_queue<int,vector<int>,greater<int> > q;
13     for(int i=1; i<=n; i++)
14         if(in[i]==0)
15             q.push(i);
16     while(!q.empty())
17     {
18         int u=q.top();
19         ans.push_back(u);
20         q.pop();
21         for(int i=0; i<adj[u].size(); i++)
22         {
23             int v=adj[u][i];
24             in[v]--;
25             if(in[v]==0)
26                 q.push(v);
27         }
28         adj[u].clear();
29     }
30 }
31 
32 int main()
33 {
34 #ifdef  ONLINE_JUDGE
35 #else
36     freopen("Test.txt", "r", stdin);
37 #endif // ONLINE_JUDGE
38 
39     while(scanf("%d%d", &n,&m) && n!=0 && m!=0)
40     {
41         int v1,v2;
42         fill(in,in+M,0);
43         ans.clear();
44         for(int i=0; i<m; i++)
45         {
46             scanf("%d%d", &v1,&v2);
47             in[v2]++;
48             adj[v1].push_back(v2);
49         }
50         TopologicalSort();
51         printf("%d", ans[0]);
52         for(int i=1; i<ans.size(); i++)
53             printf(" %d", ans[i]);
54         printf("\n");
55     }
56 
57     return 0;
58 }

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