使用BFS检查有向图连通性的C++程序


为了检查图的连通性,我们将尝试使用任何遍历算法遍历所有节点。遍历完成后,如果存在任何未访问的节点,则该图未连接。

对于有向图,我们将从所有节点开始遍历以检查连通性。有时一条边可能只有向外的边而没有向内的边,因此该节点将无法从任何其他起始节点访问。

在这种情况下,遍历算法是递归BFS遍历。

输入 - 图的邻接矩阵

01000
00100
00011
10000
01000

输出 - 图是连通的。

算法

traverse(s, visited)

输入:起始节点s和已访问节点,用于标记哪些节点已访问。

输出:遍历所有连接的顶点。

Begin
   mark s as visited
   insert s into a queue Q
   until the Q is not empty, do
   u = node that is taken out from the queue
   for each node v of the graph, do
      if the u and v are connected, then
         if u is not visited, then
            mark u as visited
         insert u into the queue Q.
      done
   done
End

isConnected(graph)

输入 - 图。

输出 - 如果图是连通的,则返回True。

Begin
   define visited array
   for all vertices u in the graph, do
      make all nodes unvisited
   traverse(u, visited)
   if any unvisited node is still remaining, then
      return false
   done
   return true
End

示例代码

 实时演示

#include<iostream>
#include<queue>
#define NODE 5
using namespace std;
int graph[NODE][NODE] = {
   {0, 1, 0, 0, 0},
   {0, 0, 1, 0, 0},
   {0, 0, 0, 1, 1},
   {1, 0, 0, 0, 0},
   {0, 1, 0, 0, 0}};
void traverse(int s, bool visited[]) {
   visited[s] = true; //mark v as visited
   queue<int> que;
   que.push(s);//insert s into queue
   while(!que.empty()) {
      int u = que.front(); //delete from queue and print
      que.pop();
      for(int i = 0; i < NODE; i++) {
         if(graph[i][u]) {
            //when the node is non-visited
            if(!visited[i]) {
               visited[i] = true;
               que.push(i);
            }
         }
      }
   }
}
bool isConnected() {
   bool *vis = new bool[NODE];
   //for all vertex u as start point, check whether all nodes are visible or not
   for(int u; u < NODE; u++) {
      for(int i = 0; i < NODE; i++)
         vis[i] = false; //initialize as no node is visited
         traverse(u, vis);
      for(int i = 0; i < NODE; i++) {
         if(!vis[i]) //if there is a node, not visited by traversal, graph is not connected
            return false;
      }
   }
   return true;
}
int main() {
   if(isConnected())
      cout << "The Graph is connected.";
   else
      cout << "The Graph is not connected.";
}

输出

The Graph is connected.

更新于: 2019年7月30日

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