参考博客http://blog.csdn.net/lrgdongnan/article/details/51679781
http://www.cnblogs.com/en-heng/p/5085690.html
有向无环图(Directed Acyclic Graph, DAG)是有向图的一种,字面意思的理解就是图中没有环。常常被用来表示事件之间的驱动依赖关系,管理任务之间的调度。拓扑排序是对DAG的顶点进行排序,使得对每一条有向边(u, v),均有u(在排序记录中)比v先出现。亦可理解为对某点v而言,只有当v的所有源点均出现了,v才能出现。
1.算法原理与实现:
(1)入度表
对于DAG的拓扑排序,显而易见的办法:
- 找出图中0入度的顶点;
- 依次在图中删除这些顶点,删除后再找出0入度的顶点;
- 然后再删除……再找出……
- 直至删除所有顶点,即完成拓扑排序
为了保存0入度的顶点,我们采用数据结构栈(亦可用队列)
#include<iostream>
#include<stack>
#include<vector>
#include<list>
using namespace std;
vector<list<int>> Adj;//邻接表
vector<int> inDegree;//保存每个节点的入度
stack<int> stk; //保存当前入度为0的节点编号
void CreateGraph()
{
int n, m, v1, v2;
cin >> n >> m;
Adj.assign(n, list<int>());
inDegree.assign(n, 0);
while (m--)
{
cin >> v1 >> v2;
Adj[v1].push_back(v2);
inDegree[v2]++;
}
for (int i = 0; i < n;i++)
if (inDegree[i] == 0)stk.push(i);
}
void tpSort()
{
vector<int> vec;
int v;
while (!stk.empty())
{
v = stk.top();
stk.pop();
//遍历与节点v相邻的节点
for (auto it = Adj[v].begin(); it != Adj[v].end(); it++)
{
inDegree[*it]--;
if (inDegree[*it] == 0)stk.push(*it);
}
vec.push_back(v);
}
if (vec.size() != inDegree.size())
{
cout << "图中存在环路,不能进行拓扑排序\n";
return ;
}
for (auto item : vec)
cout << item << " ";
cout << endl;
}
int main()
{
CreateGraph();
tpSort();
system("pause");
return 0;
}
(2)DFS
核心思想是当当前的点被加入栈之前,要保证它的所有邻接顶点都已经加入到栈中了,这样栈中有顶自下的顺序就是入度从小到大的顺序。
//基于DFS的拓扑排序
#include<iostream>
#include<stack>
#include<list>
using namespace std;
class Graph{
private:
int V; //顶点数量
list<int> *adj; //邻接链表
//采用DFS的思想,根据递归过程,很容易看出入度为0的点是最后被加入到栈中的。
//因为只有该点的所有邻接点都加入到栈之后,这个点才会被加入到栈
void toplogicalSortUtil(int v, bool visit[], stack<int>& s)
{
visit[v] = true;
list<int>::iterator itr;
//对该点的所有邻接点进行拓扑排序
for ( itr = adj[v].begin(); itr != adj[v].end(); itr++)
{
bool kk = !visit[*itr];
if (kk)
toplogicalSortUtil(*itr, visit, s);
}
//只有当邻接点都被加入到栈后,这个点才会被加入到栈
s.push(v);
}
public:
Graph(int V)
{
this->V = V;
adj = new list<int>[V];
}
//有向图
void addEdge(int src, int dest)
{
adj[src].push_back(dest);
}
void toplogicalSortDFS()
{
bool *visit = new bool[V];
memset(visit, false, sizeof(visit)*V);
stack<int> s;
//对每个点遍历,进行拓扑排序。
for (int v = 0; v < V; v++)
{
if (!visit[v])
toplogicalSortUtil(v, visit, s);
}
while (!s.empty())
{
cout << s.top() << " ";
s.pop();
}
cout << endl;
}
};
int main()
{
Graph g(8);
g.addEdge(0,4);
g.addEdge(2, 4);
g.addEdge(1, 2);
g.addEdge(2, 6);
g.addEdge(1, 6);
g.addEdge(1, 3);
g.addEdge(3, 5);
g.addEdge(6, 7);
cout << "拓扑排序的一种结果是:" << endl;
g.toplogicalSortDFS();
system("pause");
return 0;
}