什么是拓扑序列

什么是拓扑序列

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摘要什么是拓扑序列拓扑序的求法

摘要

本文主要介绍拓扑序列,和求解拓扑序列的方法。

什么是拓扑序列

拓扑序列是对于有向图而言的,有向图的拓扑序是其顶点的线性排序,使得对于从顶点

u

u

u 到顶点

v

v

v的每个有向边

u

v

uv

uv,

u

u

u 在序列中都在

v

v

v之前。

例如对于下图: 对于上图, 存在4条边:(1,3)(1,2)(2,4)(2,3) 该图的拓扑序必须要满足以下两点:

每个顶点只出现一次。对于图中的任何一条边,起点必须在终点之前。

拓扑序的求法

首先,不是所有的有向图都是有拓扑序的,只有有向无环图才有拓扑序,所以有向无环图又被称为拓扑图。

拓扑序是按照点的先后顺序排列的,也就是说入度为0的点一定是排在前面的,我们直接对一个图BFS一遍,BFS过程中更新每个点的入度,如果一个点的入度为0,那么就将其加入拓扑序,并且删除其与后继结点的所有边。

在读入边的时候,直接计算点的入度。

代码:

import java.io.*;

import java.util.*;

public class Main{

static BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));

static BufferedWriter out = new BufferedWriter(new OutputStreamWriter(System.out));

static final int N = 100010;

static int n, m, idx = 1;

static int e[] = new int[N];

static int ne[] = new int[N];

static int h[] = new int[N];

static int d[] = new int[N];

static Queue q = new LinkedList<>();

static Queue ans = new LinkedList<>();

public static int Int(String s){return Integer.parseInt(s);}

public static void add(int a, int b){

e[idx] = b;

ne[idx] = h[a];

h[a] = idx++;

}

public static Boolean bfs(){

while(!q.isEmpty()){

int x = q.peek();

q.poll();

for(int i = h[x]; i != 0; i = ne[i]){ // 遍历所有后继结点

if(--d[e[i]] == 0){// 删除当前点与后继结点的边,如果删除后

//其后继结点的入度变为0,就入队

q.add(e[i]);

ans.add(e[i]);

}

}

}

if(ans.size() == n) return true;

else return false;

}

public static void main(String[] args) throws IOException{

String[] s = in.readLine().split(" ");

n = Int(s[0]);

m = Int(s[1]);

for(int i = 0; i < m; i++){

String s1[] = in.readLine().split(" ");

add(Int(s1[0]), Int(s1[1]));

d[Int(s1[1])] ++; // 入度加一

}

int flag = 0;

for(int i = 1; i <= n; i++){

if(d[i] == 0){ // 找到入度为0的点

q.add(i);

ans.add(i);

flag = 1;

}

}

if(flag == 0)

out.write("-1\n");

else

{

if(bfs()){ // 输出拓扑序

while(!ans.isEmpty()){

out.write(ans.poll()+" ");

}

}

else{ // 不存在拓扑序

out.write("-1\n");

}

}

out.flush();

}

}

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