C++程序:创建有向无环图 (DAG) 的随机线性扩展


这里我们将学习如何创建一个有向无环图 (DAG) 的随机线性扩展。线性扩展基本上是有向无环图的拓扑排序。假设图如下所示:

有向无环图的拓扑排序是顶点的线性排序。对于有向图的每条边 u-v,顶点 u 将在排序中出现在顶点 v 之前。

众所周知,源顶点将出现在目标顶点之后,因此我们需要使用堆栈来存储之前的元素。完成所有节点后,我们可以简单地从堆栈中显示它们。

输入

000000
000000
000100
010000
110000
101000

输出

拓扑排序后的节点:5 4 2 3 1 0

算法

topoSort(u, visited, stack)

输入 - 起始顶点 u,一个用于跟踪哪个节点已被访问的数组。一个用于存储节点的堆栈。

输出 - 将顶点按拓扑顺序排序到堆栈中。

Begin
   mark u as visited
   for all vertices v which is adjacent with u, do
      if v is not visited, then
         topoSort(c, visited, stack)
      done
      push u into stack
End

performTopologicalSorting(Graph)

输入 - 给定的有向无环图。

输出 - 节点序列。

Begin
   initially mark all nodes as unvisited
   for all nodes v of the graph, do
      if v is not visited, then
         topoSort(i, visited, stack)
      done
      pop and print all elements from the stack
End

示例

 在线演示

#include<iostream>
#include<stack>
#define NODE 6
using namespace std;
int graph[NODE][NODE] = {
   {0, 0, 0, 0, 0, 0},
   {0, 0, 0, 0, 0, 0},
   {0, 0, 0, 1, 0, 0},
   {0, 1, 0, 0, 0, 0},
   {1, 1, 0, 0, 0, 0},
   {1, 0, 1, 0, 0, 0}
};
void topoSort(int u, bool visited[], stack<int> &stk) {
   visited[u] = true; //set as the node v is visited
   for(int v = 0; v<NODE; v++) {
      if(graph[u][v]){ //for allvertices v adjacent to u
         if(!visited[v])
            topoSort(v, visited, stk);
      }
   }
   stk.push(u); //push starting vertex into the stack
}
void performTopologicalSort() {
   stack<int> stk;
   bool vis[NODE];
   for(int i = 0; i<NODE; i++)
      vis[i] = false; //initially all nodes are unvisited
   for(int i = 0; i<NODE; i++)
      if(!vis[i]) //when node is not visited
         topoSort(i, vis, stk);
   while(!stk.empty()) {
      cout << stk.top() << " ";
      stk.pop();
   }
}
main() {
   cout << "Nodes after topological sorted order: ";
   performTopologicalSort();
}

输出

Nodes after topological sorted order: 5 4 2 3 1 0

更新于:2019年7月30日

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