求连通分量

求连通分量

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Description

求一个图的连通分量

Input

n 顶点数(<=100) 

Output

连通分量

Sample Input

5
1 2
3 4
2 3
0 0

Sample Output

4

Source

elba

var
 a:array[1..1000,1..1000] of boolean;
 v:array[1..1000] of boolean;
 i,j,k,n,l,max,x,y,ans:longint;
procedure use(l:longint);
var
 j:longint;
begin
 for j:=1 to n do
   if (a[j,l]=true)and(v[j]=false) then
   begin
    v[j]:=true;
    inc(max);
    use(j);
   end;
end;
begin
 read(n);
 readln(x,y);
 while (x<>0)and(y<>0) do
  begin
   a[x,y]:=true;
   a[y,x]:=true;
   readln(x,y);
  end;
 for i:=1 to n do
 begin
  max:=0;
  use(i);
  if max>ans then ans:=max;
 end;
 write(ans);
end.


### 无向图中连通分量的计算方法 无向图中的连通分量是指图中极大连通子图。计算连通分量数量的关键在于遍历图的所有顶点,并确定哪些顶点属于同一个连通分量。常用的方法包括 **深度优先搜索**(DFS)、**广度优先搜索**(BFS) 和 **并查集**(Union-Find) 等数据结构。 #### 1. 使用并查集计算连通分量数量 并查集是一种高效的数据结构,适用于动态维护若干集合的合并与查询操作。具体步骤如下: - 初始化每个顶点的父节点为自身。 - 遍历图中的每一条边,将两个顶点合并到同一个集合中。 - 最后统计父节点等于自身的顶点数量,即为连通分量的数量。 以下是一个使用并查集解无向图连通分量数量的代码示例: ```cpp #include <bits/stdc++.h> using namespace std; int p[10000]; // 父节点数组 int find(int x) { if (p[x] != x) p[x] = find(p[x]); // 路径压缩 return p[x]; } int main() { int n, m; cin >> n >> m; for (int i = 0; i <= n; i++) p[i] = i; // 初始化 for (int i = 1; i <= m; i++) { int x, y; cin >> x >> y; p[find(x)] = find(y); // 合并两个顶点 } int cnt = 0; for (int i = 1; i <= n; i++) { if (p[i] == i) cnt++; // 统计根节点数量 } cout << cnt << endl; return 0; } ``` #### 2. 使用深度优先搜索(DFS)计算连通分量数量 深度优先搜索可以递归地访问图中的所有顶点。具体步骤如下: - 初始化一个访问数组,标记每个顶点是否被访问。 - 遍历所有顶点,若顶点未被访问,则从该顶点出发进行深度优先搜索,标记所有可达的顶点,并将连通分量数量加一。 - 最终统计的连通分量数量即为图中的连通分量数量。 以下是一个使用深度优先搜索连通分量数量的代码示例: ```cpp #include <bits/stdc++.h> using namespace std; vector<vector<int>> adj; // 邻接表 vector<bool> visited; // 访问标记数组 void dfs(int u) { visited[u] = true; for (int v : adj[u]) { if (!visited[v]) dfs(v); } } int main() { int n, m; cin >> n >> m; adj.resize(n + 1); visited.resize(n + 1, false); for (int i = 1; i <= m; i++) { int u, v; cin >> u >> v; adj[u].push_back(v); adj[v].push_back(u); } int cnt = 0; for (int i = 1; i <= n; i++) { if (!visited[i]) { dfs(i); cnt++; } } cout << cnt << endl; return 0; } ``` #### 3. 使用广度优先搜索(BFS)计算连通分量数量 广度优先搜索通过队列实现,从某个顶点出发,访问其所有邻接顶点,并依次访问这些邻接顶点的邻接顶点。具体步骤如下: - 初始化一个访问数组,标记每个顶点是否被访问。 - 遍历所有顶点,若顶点未被访问,则从该顶点出发进行广度优先搜索,标记所有可达的顶点,并将连通分量数量加一。 - 最终统计的连通分量数量即为图中的连通分量数量。 以下是一个使用广度优先搜索连通分量数量的代码示例: ```cpp #include <bits/stdc++.h> using namespace std; vector<vector<int>> adj; // 邻接表 vector<bool> visited; // 访问标记数组 void bfs(int u) { queue<int> q; q.push(u); visited[u] = true; while (!q.empty()) { int v = q.front(); q.pop(); for (int w : adj[v]) { if (!visited[w]) { visited[w] = true; q.push(w); } } } } int main() { int n, m; cin >> n >> m; adj.resize(n + 1); visited.resize(n + 1, false); for (int i = 1; i <= m; i++) { int u, v; cin >> u >> v; adj[u].push_back(v); adj[v].push_back(u); } int cnt = 0; for (int i = 1; i <= n; i++) { if (!visited[i]) { bfs(i); cnt++; } } cout << cnt << endl; return 0; } ``` #### 4. 连通分量计算的复杂度分析 - **并查集**:时间复杂度接近线性,为 $O(\alpha(n))$,其中 $\alpha(n)$ 是阿克曼函数的反函数,几乎可以视为常数。 - **DFS/BFS**:时间复杂度为 $O(n + m)$,其中 $n$ 是顶点数量,$m$ 是边数量。 #### 5. 实际应用场景 - **社交网络分析**:用于识别用户之间的连通性。 - **网络拓扑结构**:用于分析网络的连通性和稳定性。 - **图像分割**:将图像中的像素划分为不同的连通区域。 ###
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