拓扑排序简单理解

对一个有向无环图(Directed Acyclic Graph简称DAG)G进行拓扑排序,是将G中所有顶点排成一个线性序列,使得图中任意一对顶点u和v,若<u,v> ∈E(G),则u在线性序列中出现在v之前

一个有向无环图的拓扑序列不是唯一的:

注意:

   1)只有有向无环图才存在拓扑序列;

   2)对于一个DAG,可能存在多个拓扑序列;

进行拓扑排序的算法并不复杂:(思想)
1)在有向图中选一个没有前驱(入度为0)的顶点且输出之
2)从图中删除该顶点及它发出的弧(这样就得到了别的入度为0的顶点)。
 重复上述两步,直至图空,或者图不空但找不到无前驱的顶点为止。然后输出全部顶点。

从描述上可以看出,我们需要记录每个顶点的入度,实现如下:由于没有记录入度这一信息,先要求出一个入度数组,来表示每个顶点的入度,这个入度数组还要动态更新,当一个顶点被删除后,它指向的顶点的入度都要减1.


 拓扑排序可能是唯一的又有可能是不唯一的。(存在环)。。。。比如

像 3个篮球队进行比赛。  编号分别为 1  , 2 , 3。

1打赢了2

2打赢了3

3打赢了1。 问谁是最后的冠军。 各一胜一负你问我谁是冠军 ,这不是扯蛋嘛。 So,这是不能判断谁是冠军的,  因为这个事件存在一个 环,互相牵制,进行排序是不行产生结果的。

确定比赛名次

Time Limit: 2000/1000 MS (Java/Others)    Memory Limit: 65536/32768 K (Java/Others)
Total Submission(s): 18388    Accepted Submission(s): 7363


Problem Description
有N个比赛队(1<=N<=500),编号依次为1,2,3,。。。。,N进行比赛,比赛结束后,裁判委员会要将所有参赛队伍从前往后依次排名,但现在裁判委员会不能直接获得每个队的比赛成绩,只知道每场比赛的结果,即P1赢P2,用P1,P2表示,排名时P1在P2之前。现在请你编程序确定排名。
 

Input
输入有若干组,每组中的第一行为二个数N(1<=N<=500),M;其中N表示队伍的个数,M表示接着有M行的输入数据。接下来的M行数据中,每行也有两个整数P1,P2表示即P1队赢了P2队。
 

Output
给出一个符合要求的排名。输出时队伍号之间有空格,最后一名后面没有空格。

其他说明:符合条件的排名可能不是唯一的,此时要求输出时编号小的队伍在前;输入数据保证是正确的,即输入数据确保一定能有一个符合要求的排名。
 

Sample Input
 
  
4 3 1 2 2 3 4 3
 

Sample Output
 
  
1 2 4 3
#include<iostream>  
#include<string>  
#include<cstring>  
#include<cmath>  
#include<algorithm>  
#include<vector>   
#include<set>  
#include<map>  
#include<queue>  
using namespace std;  
  
#define LL long long   
    
const int INF = 1e9+7;    
const int VM = 503;// 点的个数    
    
bool G[VM][VM];//图    
int deg[VM];//各个顶点的入度  计数    
  
void toposort(int n)  
{//拓扑排序    
    int k = 0;    
    
    for (int i = 1; i <= n; i++)  
    {//共进行|G.V|次操作    
        for (int j = 1; j <= n; j++)  
        {//遍历所有的顶点  找入度为0的    
            if (deg[j]==0)  
            {//找到  
                printf("%d%c", j, i == n ? '\n' : ' ');//输出    
                deg[j]--;//去掉这个点  让deg[j] = -1;    
                k = j;//记录这个点    
                break;//跳出循环    
            }  
        }  
        for(int j = 1; j <= n; j++)//遍历所有的点    
            if (G[k][j] == true)  
            {//找被此点打败过的点    
                G[k][j] = false;//标记为找到过    
                deg[j]--;//让这个点的入度-1    
            }  
    }  
}  
    
int main() {    
    int n, m;    
    
    while (scanf("%d %d", &n, &m) == 2)  
    {//多组输入, 获取n, m    
        memset(G, 0, sizeof(G));//初始化    
        memset(deg, 0, sizeof(deg));//初始化    
        while (m--)  
        {    
            int u, v;    
            scanf("%d %d", &u, &v);//获取 u,v  u打败过v    
            if (G[u][v] == false)  
            {//防止重边 如果被同一个对手打败多次,也太伤v的心了    
                G[u][v] = true;//标记为真    
                deg[v]++;//v的入度++   一杆长枪入洞了。    
            }  
        }  
        toposort(n);//调用函数    
    }    
    return 0;    
}

此算法的时间复杂度为 O(n * n)  复杂度挺高的呢。

那我们要想办法优化啊。

#include<cstring>  
#include<queue>  
using namespace std;  
int ans[510][510];  
int n,indegree[510];  
  
void tuopu()  
{  
    int i,j,t,top;  
    queue<int>q;  
    for(i=1;i<=n;++i)  
    {  
        if(indegree[i]==0)  
        {  
            q.push(i);  
            break;  
        }      
    }  
    int sign=1;  
    while(!q.empty())  
    {  
        top=q.front();  
        q.pop();  
        indegree[top]=-1;  
        if(sign)  
        {  
            printf("%d",top);  
            sign=0;  
        }  
        else     
            printf(" %d",top);  
        for(i=1;i<=n;++i)//注意,以当前第一名为前驱的点的前驱数量都要减少   
        {  
            if(ans[top][i]==1)  
               indegree[i]--;  
        }  
        for(i=1;i<=n;++i)  
        {  
            if(indegree[i]==0)  
            {  
                q.push(i);  
                break;  
            }  
        }  
    }  
    printf("\n");  
}   
  
int main()  
{  
    int i,m,a,b;  
    while(scanf("%d%d",&n,&m)!=EOF)  
    {  
        memset(indegree,0,sizeof(indegree));  
        memset(ans,0,sizeof(ans));  
        for(i=0;i<m;++i)  
        {  
            scanf("%d%d",&a,&b);  
            if(ans[a][b]==0)  
            {  
                ans[a][b]=1;  
                indegree[b]++;  
            }  
        }  
        tuopu();  
    }  
    return 0;  
}

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