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判断有向图是否为强连通图

作者:公子世无双2024.02.23 18:58浏览量:6

简介:通过邻接矩阵判断有向图是否为强连通图,并介绍可达矩阵的计算方法。

在离散数学中,强连通图是一种特殊的有向图,其中任意两个顶点之间都存在从起点到终点的路径。判断一个有向图是否为强连通图是离散数学中的一个重要问题。本篇文章将介绍如何利用邻接矩阵来判断有向图是否为强连通图,并解释可达矩阵的计算方法。

首先,我们需要了解邻接矩阵和可达矩阵的概念。邻接矩阵是一种表示图的方法,其中矩阵的行和列都对应图的顶点,如果从顶点i到顶点j有一条边,则矩阵的第i行第j列的元素为1,否则为0。可达矩阵则表示从一个顶点到另一个顶点是否存在路径,可以通过Warshall算法计算得到。

接下来,我们可以通过以下步骤来判断一个有向图是否为强连通图:

  1. 初始化邻接矩阵mapp和可达矩阵p,将mapp中的所有元素设为0,将p中的所有元素设为inf(表示不可达)。
  2. 对于每个顶点i,将其对应的p[i][i]设为0(表示顶点i可达自己)。
  3. 对于每个顶点i,遍历其邻接点j,如果mapp[i][j]为1(表示从顶点i到顶点j有一条边),则将p[i][j]设为0(表示从顶点i可以到达顶点j)。
  4. 对于每个顶点i,遍历其邻接点j,如果p[i][j]仍为inf,则说明存在无法从顶点i到达顶点j的路径,即该有向图不是强连通图。
  5. 如果所有顶点的可达性都已经确定,即所有的p[i][j]都已经不是inf,则说明该有向图是强连通图。

下面是一个示例代码,演示如何利用邻接矩阵判断有向图是否为强连通图:

  1. #include <iostream>
  2. #include <cstring>
  3. using namespace std;
  4. #define Max 1001
  5. #define ll long long
  6. #define inf 0x3f3f3f3f
  7. int mapp[Max][Max], p[Max][Max];
  8. int n, m;
  9. void Warshall(int n) {
  10. for (int k = 0; k < n; k++) {
  11. for (int i = 0; i < n; i++) {
  12. for (int j = 0; j < n; j++) {
  13. if (mapp[i][k] == 1 && mapp[k][j] == 1) {
  14. p[i][j] = min(p[i][j], p[i][k] + p[k][j]);
  15. }
  16. }
  17. }
  18. }
  19. }
  20. int main() {
  21. memset(mapp, 0, sizeof(mapp));
  22. memset(p, inf, sizeof(p));
  23. cin >> n >> m;
  24. for (int i = 0; i < m; i++) {
  25. int u, v;\n

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