代码随想录算法训练营day58:图论08:拓扑排序精讲;dijkstra(朴素版)精讲

news2024/11/13 14:56:29

拓扑排序精讲

卡码网:117. 软件构建(opens new window)

题目描述:

某个大型软件项目的构建系统拥有 N 个文件,文件编号从 0 到 N - 1,在这些文件中,某些文件依赖于其他文件的内容,这意味着如果文件 A 依赖于文件 B,则必须在处理文件 A 之前处理文件 B (0 <= A, B <= N - 1)。请编写一个算法,用于确定文件处理的顺序。

输入描述:

第一行输入两个正整数 M, N。表示 N 个文件之间拥有 M 条依赖关系。

后续 M 行,每行两个正整数 S 和 T,表示 T 文件依赖于 S 文件。

输出描述:

输出共一行,如果能处理成功,则输出文件顺序,用空格隔开。

如果不能成功处理(相互依赖),则输出 -1。

分析:

应用场景:对于复杂的依赖关系,给出线性的依赖顺序

eg:大学排课,例如 先上A课,才能上B课,上了B课才能上C课,上了A课才能上D课,等等一系列这样的依赖顺序。 问给规划出一条 完整的上课顺序。

概括来说,给出一个 有向图,把这个有向图转成线性的排序 就叫拓扑排序

当然拓扑排序也要检测这个有向图 是否有环,即存在循环依赖的情况,因为这种情况是不能做线性排序的。

所以拓扑排序也是图论中判断有向无环图的常用方法

思路 bfs:

**初始化:

因为是有向,可以用邻接表记录

需要记录每个结点的入度(在vnode里可以记录,注意s->t的边,t的innode++),和每个结点的依赖关系

for循环:循环n次,因为要把所有的点都取出来

1、找开头 入度为0的结点,加入结果集

**开头的结点入度=0

找入度为0 的节点,我们需要用一个队列放存放。

因为每次寻找入度为0的节点,不一定只有一个节点,可能很多节点入度都为0,所以要将这些入度为0的节点放到队列里,依次去处理。

加入队列之后,入度改为-1,这样不会重复影响结果

2、把这个结点从图上去掉

反复,直到所有节点都被删除

实际上操作时,要把 该节点作为出发点所连接的节点的 入度 减一。

eg:准备删0,那就是把1和2的结点入度-1

判断有向环的方式:

如果我们发现结果集元素个数 不等于 图中节点个数,我们就可以认定图中一定有 有向环!

#include <math.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<stdbool.h>

typedef struct arcnode{
    int node;
    struct arcnode *nextnode;
}Arcnode;

typedef struct {
    int into;
    Arcnode *firstarc;
}Vnode;

typedef struct {
    Vnode list[1000];
}graph;

int main(){
    int n,m;
    scanf("%d%d",&n,&m);

    graph* g=(graph* )malloc(sizeof(graph));//用邻接表
    for(int i=0;i<n;i++) g->list[i].firstarc=NULL;
    for(int i=0;i<n;i++) g->list[i].into = 0;

    for(int i=0;i<m;i++){
        int s,t;
        scanf("%d%d",&s,&t);
        Arcnode *p=(Arcnode *)malloc(sizeof(Arcnode));
        p->node=t;
        p->nextnode=g->list[s].firstarc;
        g->list[s].firstarc = p;
        g->list[t].into++;
    }

    int queue[60000];
    int front=-1,rear=-1;
    int count=0;
    int *ans = (int*)malloc(sizeof(int)*n);

    for(int i=0;i<=n-1;i++){
        for(int j=0;j<n;j++){//所有入度为0的结点都进队
            if(g->list[j].into==0){
                rear++;
                queue[rear]=j;
                g->list[j].into=-1;
               
            }
        }

        front++;//出一个入度为0的结点,并且记录
        int s = queue[front];
        ans[count++]=s;
        
        

        Arcnode*p = g->list[s].firstarc;//把以该结点为起点,终点处的入度都-1
        while(p!=NULL){
            int w = p->node;
            g->list[w].into--;
            p=p->nextnode;
        }
    }

    if(count!=n) printf("-1");
    else {
        for(int i=0;i<n-1;i++) printf("%d ",ans[i]);
        printf("%d",ans[n-1]);
    }

    return 0;
}

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