实现有向图的Tarjan算法(Java)
有向图Tarjan算法是一种常用的强连通分量查找算法,可以帮助我们在有向图中找到所有的强连通分量。本文将介绍有向图Tarjan算法的原理,并提供Java代码实现。
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强连通分量(Strongly Connected Component,SCC)概念介绍
在有向图中,如果对于任意两个顶点u和v,存在从u到v和从v到u的路径,那么我们称这个有向图是强连通的。而强连通分量指的是图中的一个子集,这个子集内的所有顶点都相互可达,且不再可达于其他顶点。 -
Tarjan算法原理
Tarjan算法基于深度优先搜索(Depth First Search,DFS)和栈的思想,通过遍历有向图的节点,同时记录每个节点的访问次序(dfn值)和能够回溯到的最小节点(low值),通过这两个值可以判断是否形成了一个强连通分量。
具体实现步骤如下:
- 创建一个栈用来保存已访问节点;
- 对每个未访问的节点进行深度优先搜索;
- 在搜索过程中,记录每个节点的dfn值和low值;
- 当访问到一个节点时,将其入栈,并给该节点的dfn和low值赋予当前dfs序号;
- 在递归回溯的过程中,判断是否形成了一个强连通分量,通过比较low值判断;
- 如果形成了一个强连通分量,则栈顶之前的节点都属于这个强连通分量,依次出栈并打印;
- 最终得到所有的强连通分量。
下面是使用Java语言实现有向图Tarjan算法的代码: