C++输出有向无环图的一个拓扑序列


1,拓扑序列

拓扑序列的概念

在一个有向无环图中,若有弧 < i , j > 存在,则在拓扑序列中, i 一定排在 j 的前面,具有这种性质的线性序列称为拓扑有序序列。

拓扑序列的应用

(1)可以获得相互关联的若干事件的执行顺序;
(2)可以判断一个有向图中是否有回路(环)。


2,拓扑排序步骤

(1)在有向图中选取一个入度为 0 (即没有前驱顶点)的顶点。

(2)保存该顶点至输出结果中,从图中删除该顶点及与该顶点相连的弧。

(3)重复(1)(2)步,直到所有的顶点都已输出或图中没有前驱为 0 的顶点为止。


3,举例

在这里插入图片描述
如图,
(1)选择入度为 0 的顶点 v0, 将其保存到数组 result 中,删除 v0 及与其相连的弧。

在这里插入图片描述
(2)继续选择入度为 0 的顶点,可以选 v3, 也可以选 v1, 这里选 v1, 将其保存到数组 result 中,删除 v1 及与其相连的弧。

在这里插入图片描述
(3)继续选择入度为 0 的顶点,可以选 v3, 也可以选 v2, 这里选 v2, 将其保存到数组 result 中,删除 v2 及与其相连的弧。

在这里插入图片描述
(4)继续选择入度为 0 的顶点,为 v3, 将其保存到数组 result 中,删除 v3 及与其相连的弧。此时只剩下 v4 ,且其入度为 0 ,继续选择一次将其保存到数组 result 中,排序结束。

result 数组的数据: 0, 1, 2, 3, 4 即为一个拓扑序列。


4,代码实现

#include<iostream>
#include<queue>
#include<vector>
using namespace std;

#define Max 9999
int n, m; // n为顶点数,m为边数
int G[Max][Max];
int inDegree[Max];
vector<int> result;//记录结果

void topsort()
{
    
    
	queue<int> node; // 用来保存入度为 0 的顶点
	for (int i = 0; i < n; ++i)
	{
    
    
		if (inDegree[i] == 0)
		{
    
    
			node.push(i);
			inDegree[i] = -1;
		}
	}
	if (node.empty())
	{
    
    
		cout << "该图无拓扑排序" << endl;
		return;
	}
	while (!node.empty())
	{
    
     
		int temp = node.front();
		node.pop();
		for (int i = 0; i < n; ++i)
		{
    
    
			if (G[temp][i] != 0)  //删除与所选顶点相连的弧并让弧的另一个顶点入度减一
			{
    
    
				inDegree[i]--;
				G[temp][i] = 0;
			}
			if (inDegree[i] == 0)  //若顶点的入度为 0 ,则将其加入队列
			{
    
    
				node.push(i);
				inDegree[i] = -1;
			}
		}
		result.push_back(temp);
	}
	if (result.size() < n) // 判断图中的顶点是否全部加入
	{
    
    
		cout << "该图无拓扑排序" << endl;
	}
	else
	{
    
    
		cout << "该图的一个拓扑排序为:" << endl;
		for (int i = 0; i < result.size(); ++i)
		{
    
    
			cout << result[i] << " ";
		}
	}
}
int main()
{
    
    
	cout << "输入顶点数:";
	cin >> n;
	cout << "输入边数:";
	cin >> m;
	cout << "输入各边的信息:";
	fill(G[0], G[0] + Max * Max, 0);
	fill(inDegree, inDegree + Max, 0);
	int u, v; //u为前驱节点,v为后继节点
	for (int i = 0; i < m; ++i)
	{
    
    
		cin >> u >> v;
		G[u][v]++;
		inDegree[v]++;  //入度加一
	}
	topsort();

	return 0;
}

输入输出信息:在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

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转载自blog.csdn.net/qq_46027243/article/details/108916705
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