【 UVA - 315 Network】(求割点 Tarjan算法)

本文介绍使用Tarjan算法寻找无向连通图中的割点。割点是指去除后图不再连通的点。文章提供了详细的算法实现过程及C++模板代码。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

题意:求割点
割点概念:
在无向连通图中,如果将其中一个点以及所有连接该点的边去掉,图就不再连通,那么这个点就叫做割点(cut vertex / articulation point)。

Tarjan算法求割点

模板代码:

#include <cstdio>
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <map>
#include <set>
#include <bitset>
#include <cctype>
#include <cstdlib>
#include <queue>
#include <cmath>
#include <stack>
#include <ctime>
#include <string>
#include <vector>
#include <sstream>
#include <functional>
#include <algorithm>
using namespace std;

#define mem(a,n) memset(a,n,sizeof(a))
#define memc(a,b) memcpy(a,b,sizeof(b))
#define rep(i,a,n) for(int i=a;i<n;i++) ///[a,n)
#define dec(i,n,a) for(int i=n;i>=a;i--)///[n,a]
#define pb push_back
#define fi first
#define se second
#define IO ios::sync_with_stdio(false)
#define fre freopen("in.txt","r",stdin)
#define lson l,m,rt<<1
#define rson m+1,r,rt<<1|1
typedef long long ll;
typedef unsigned long long ull;
const double PI=acos(-1.0);
const double E=2.718281828459045;
const double eps=1e-8;
const int INF=0x3f3f3f3f;
const int MOD=258280327;
const int N=1e2+5;
const ll maxn=1e6+5;
const int dir[4][2]= {-1,0,1,0,0,-1,0,1};
int dfn[N];
///dfn[u]表示顶点u第几个被(首次)访问,
int low[N];
///low[u]表示顶点u及其子树中的点,通过非父子边(回边),能够回溯到的最早的点(dfn最小)的dfn值(但不能通过连接u与其父节点的边)
bool cut[N];///记录割点
int par[N];///记录父节点
vector<int>g[N];
int n;
bool vis[N];
void init()
{
    mem(cut,0);
    mem(vis,0);
    mem(par,-1);
    mem(dfn,0);
    mem(low,0);
    rep(i,0,n+1) g[i].clear();
}
void tarjan(int u,int fa)
{
    static int cnt=0;
    int children=0;
    dfn[u]=low[u]=cnt++;
    vis[u]=1;
    for(int v:g[u])/// 遍历与u相邻的所有顶点
    {
        if(!vis[v])
        {
            children++;/// 递增子树数量
            tarjan(v,u);/// 继续DFS
            low[u]=min(low[u],low[v]);/// DFS完毕,low[v]已求出,如果low[v]<low[u]则更新low[u]
            if(fa == -1 && children >= 2) /// 如果是根节点且有两棵以上的子树则是割点
                cut[u]=1;
            if(fa != -1 && low[v] >= dfn[u]) /// 如果不是根节点且low[v]>=dfn[u]则是割点
                cut[u]=1;
        }
        else if(v != fa) /// (u, v)为回边,且v不是u的父亲
            low[u]=min(low[u],dfn[v]);
    }
}
void solve()
{
    int ans=0;
    tarjan(1,-1);
    for(int i=1; i<=n; i++)
        if(cut[i]) ans++;
    printf("%d\n",ans);
}
int main()
{
    while(~scanf("%d",&n),n)
    {
        init();
        int u,v;
        while(scanf("%d",&u),u)
        {
            while(getchar()!='\n')
            {
                scanf("%d",&v);
                // printf("u=%d  v=%d\n",u,v);
                g[u].pb(v);
                g[v].pb(u);
            }
        }
        solve();
    }
    return 0;
}
### Tarjan算法解图中的方法 #### 方法介绍 Tarjan算法是一种基于深度优先搜索(DFS)的高效方法,用于解决图论中的多种问题,其中包括寻找无向图中的是指在一个连通图中删除该节及其相连的所有边之后,使得原本连通的部分变得不连通的节。 在Tarjan算法中,通过维护两个数组 `dfn` 和 `low` 来辅助判断某个节是否为- **`dfn[u]`**: 表示节 `u` 被访问的时间顺序。 - **`low[u]`**: 表示从节 `u` 或其后代出发能回溯到的最早祖先节的时间戳[^3]。 对于根节以外的任意节 `u`,如果存在至少一个子节 `v` 满足条件 `low[v] >= dfn[u]`,则说明删除节 `u` 后无法再通过任何路径到达子树内的某些节,因此 `u` 是[^1]。 另外需要注意的是,当处理根节时,只有在其具有超过一个子树的情况下才被认为是[^4]。 #### 代码实现 以下是使用 C++ 编写的 Tarjan 算法来查找无向图中所有的一个具体例子: ```cpp #include <bits/stdc++.h> using namespace std; const int MAXN = 10005; vector<int> G[MAXN]; bool vis[MAXN]; // 访问标记 int dfn[MAXN], low[MAXN], cnt_time; // 时间戳计数器 bool isCutPoint[MAXN]; // 是否为标志位 int root, childCount; // 当前正在遍历的根节及它的孩子数量统计 void tarjan(int u){ dfn[u] = low[u] = ++cnt_time; vis[u] = true; int children = 0; for(auto v : G[u]){ if(!vis[v]){ // 如果未被访问过,则继续向下探索 children++; tarjan(v); low[u] = min(low[u], low[v]); if(u != root && low[v] >= dfn[u]) isCutPoint[u] = true; if(u == root) childCount = children; } else{ low[u] = min(low[u], dfn[v]); } } } int main(){ ios::sync_with_stdio(false); cin.tie(0); int n,m,u,v; cin>>n>>m; while(m--){ cin >> u >> v; G[u].push_back(v); G[v].push_back(u); } memset(vis,false,sizeof(vis)); memset(isCutPoint,false,sizeof(isCutPoint)); for(int i=1;i<=n;i++){ if(!vis[i]){ root=i; childCount=0; tarjan(i); if(childCount >1) isCutPoint[root]=true; } } vector<int> res; for(int i=1;i<=n;i++) if(isCutPoint[i]) res.push_back(i); cout << "Cut Points are:\n"; for(auto p:res) cout<<p<<" "; } ``` 此程序首先读取输入构建邻接表表示的无向图,接着调用 `tarjan()` 函数执行 DFS 遍历来识别所有的,并最终打印出来这些的结果列表^。 ### 结果解释 上述代码会输出给定无向图中的全部集合。它利用了 Tarjan 的核心思想——即通过比较各顶与其子孙们之间的最低可达时间戳 (`low`) 值同当前顶首次发现时刻(`dfn`)的关系来进行判定操作[^5]。
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