算法导论 22.4 拓扑排序

一,拓扑排序的思想

        拓扑排序是利用深度优先搜索对有向无环图进行线性排序,即对于一个图G进行拓扑排序后,所有结点按线性排放,凡是在图G中u在v前面,拓扑排序后u也一定在v前面。

        常见的拓扑排序的应用比如早上穿衣的顺序,袜子必须在穿鞋前穿好,领带必须在衬衫穿好后才能戴。

二,拓扑排序算法介绍

        我们对有向无环图进行DFS操作,并将结点按结束时间逆序线性排列

三,拓扑排序伪代码

TOPLOGICAL_SORT(G)

1. call DFS(G) to compute finishing times v.f for each vertex v

2. as each vertex is finished,insert it onto the front of a linked list

3. return the linked list of vertices

总共就三步,先对图G进行DFS,然后每当一个结点被访问完毕(标为黑色),将他放到一个队列的最前端,即先访问完的结点一个在队列最后,最后返回这个队列

四,拓扑排序的复杂度

时间复杂度:

        拓扑排序的时间复杂度就是DFS的时间复杂度,即O(V+E)

五,拓扑排序的代码

首先是拓扑排序,创建了一个队列,将他传给DFS,最后返回该队列

deque<Node *> TOPOLOGICAL_SORT(Graph * graph)//拓扑排序
{
	deque<Node *> topoNodes;
	DFS(graph,topNodes);
	return topoNodes;
}

然后是DFS,调用DFS_VISIT时把topNodes传过去

void DFS(Graph * graph, Node * startNode,deque<Node *> &topoNodes)  
{  
    for (int i = 0; i < graph->getNodeList().size(); i++) {  
        graph->getNodeList()[i]->setShape(CIRCLE);  
        graph->getNodeList()[i]->setPrevNode(NULL);  
    }  
    int time = 0;  
    int id = startNode->getId();  
    for (int i = 0; i < id; i++) {  
        if (graph->getNodeList()[i]->getShape() == CIRCLE)  
            DFS_VISIT(graph->getNodeList()[i], time,topoNodes);  
    }  
    for (int i =id; i < graph->getNodeList().size(); i++) {  
        if (graph->getNodeList()[i]->getShape() == CIRCLE)  
            DFS_VISIT(graph->getNodeList()[i], time,topoNodes);  
    }  
} 

最后是DFS_VISIT,每次将结点涂黑(代码中是正方形)时将结点放到队列最前面

void DFS_VISIT(Node * node, deque<Node *> &topoNodes)
{
	node->setShape(TRIANGLE);
	for (int i = 0; i < node->getAdjNodeList().size(); i++)
	{
		Node *v = node->getAdjNodeList()[i];
		if (v->getShape() == CIRCLE)
		{
			v->setPrevNode(node);
			DFS_VISIT(v, topoNodes);
		}
	}
	node->setShape(SQUARE);
	topoNodes.push_front(node);
}
    原文作者:拓扑排序
    原文地址: https://blog.csdn.net/qq_41773240/article/details/80934274
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