1 拓撲排序

2022-07-14 22:21:21 字數 1396 閱讀 6694

一、定義

拓撲排序:對有向無環圖的頂點的一種排序,它使得如果存在一條從vi到vj的路徑,那麼在排序中vj出現在vi的後面。

示例:在學習課程圖中,存在有向邊二、aov網

引子:現有乙個工程亟待完成,我們需要製作施工的流程圖,它可以決定哪些子工程必須要先執行,哪些子工程要在某些工程執行後才可以執行。為了形象地反映出整個工程中各個子工程之間的先後關係,可用乙個有向圖來表示,圖中的頂點代表活動(子工程),圖中的有向邊代表活動的先後關係。

定義:我們把這種頂點表示活動、邊表示活動間先後關係的有向圖稱做頂點活動網,簡稱aov網。

乙個aov網應該是乙個有向無環圖,即不應該帶有迴路,因為若帶有迴路,則回路上的所有活動都無法進行(對於資料流來說就是死迴圈)。

在aov網中,若不存在迴路,則所有活動可排列成乙個線性序列,使得每個活動的所有前驅活動都排在該活動的前面,我們把此序列叫做拓撲序列,由aov網構造拓撲序列的過程叫做拓撲排序。

注:拓撲序列可能不是唯一的;aov網必須是無環的,因為只有有向無環圖才能形成拓撲序列。

三、演算法過程

在有向圖中選乙個沒有前驅的頂點並且輸出

從圖中刪除該頂點和所有以它為尾的弧(白話就是:刪除所有和它有關的邊)

重複上述兩步,直至所有頂點輸出,或者當前圖中不存在無前驅的頂點為止,後者代表我們的有向圖是有環的,因此,也可以通過拓撲排序來判斷乙個圖是否有環。

下圖是乙個aov網,要求對其進行拓撲排序。

(1)我們發現v6和v1是沒有前驅的,所以我們就隨機選去乙個輸出,我們先輸出v6,刪除和v6有關的邊,得到如下圖結果:

(2)我們繼續尋找沒有前驅的頂點,發現v1沒有前驅,所以輸出v1,刪除和v1有關的邊,得到下圖的結果: 

(3)我們又發現v4和v3都是沒有前驅的,那麼我們就隨機選取乙個頂點輸出(具體看你實現的演算法和圖儲存結構),我們輸出v4,得到如下圖結果:

(4)我們輸出沒有前驅的頂點v3,得到如下結果:

(5)我們分別輸出v5和v2,此時全部頂點輸出完成

該圖的乙個拓撲序列為:v6 ---> v1 ---> v4 ---> v3 ---> v5 ---> v2

拓撲排序 1

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