单连通图的判断
创始人
2024-03-01 14:52:11
0次

在这里插入图片描述

  1. 单连通图的判断算法:
    (1)对每个点进行dfs得到一棵dfs树;
    (2)判断是否存在前向边和横向边,若有则必定存在两个点之间有至少2条简单路径,因此该图不属于单连通图;
    (3)若对所有dfs树不存在(2)中情况,则该图是单连通图。
  2. 算法时间复杂度:对VVV个点进行dfs,每次dfs的时间为O(V+E)O(V+E)O(V+E),因此总时间复杂度为O(V∗(V+E))O(V*(V+E))O(V∗(V+E)).
  3. 算法正确性证明:
    必要性(对于单连通图,每个点出发的dfs树中不存在前向边和横向边):假设点A,B之间存在前向边AB,根据前向边的定义,应存在另外一条由树边组成的路径A->B,不满足至多1条简单路径的要求;
    假设点A,B之间存在横向边AB,根据算法步骤易知A,B应在以某个点为根的dfs树中,设为R,那么在点R,B之间至少存在R->A->B和R->B两条路径,不满足至多1条简单路径的要求;
    充分性(对于一个图,每个点出发的dfs树中不存在前向边或横向边则是单连通图):等价于证明逆否命题,若图中A,B两个点之间存在2条路径,则一定对应存在的前向边或者横向边。设A,B之间存在路径(A,x1,x2,...,xn,B)(A,x_1,x_2,...,x_n,B)(A,x1​,x2​,...,xn​,B)以及(A,y1,y2,...,ym,B)(A,y_1,y_2,...,y_m,B)(A,y1​,y2​,...,ym​,B),
    当m,nm,nm,n均大于0时,根据白色路径定理,xix_ixi​,yjy_jyj​以及B均为A的子孙,因此(xn,B)(x_n,B)(xn​,B)和(ym,B)(y_m,B)(ym​,B)必有一个是横向边;(此处有纰漏)
    当m=0,n>0m=0,n>0m=0,n>0时,(A,B)(A,B)(A,B)是前向边或者(xn,B)(x_n,B)(xn​,B)是横向边;当m>0,n=0m>0,n=0m>0,n=0时类同。
    以上。

以下是老师ppt上的证明:
大题思路相同,但我证明最后“因此(xn,B)(x_n,B)(xn​,B)和(ym,B)(y_m,B)(ym​,B)必有一个是横向边”的论断是错的,可以修补。

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
分为两条路径上不存在v的后代和存在v的后代两种情况。第一种可以断定(xr,v)(x_r,v)(xr​,v)和(yt,v)(y_t,v)(yt​,v)中有一条是前向边或交叉边;第二种,存在这样一条搜索路径u→yj→v→w→xk→vu\rightarrow y_j \rightarrow v \rightarrow w \rightarrow x_k \rightarrow vu→yj​→v→w→xk​→v(如下图所示,标号对应关系:j=tj=tj=t,k=rk=rk=r),此时(yk,v)(y_k,v)(yk​,v)是树边,而(xj,v)(x_j,v)(xj​,v)是返回边,但我们仍可以找到这样的两条边(xi−1,xi)(x_{i-1},x_i)(xi−1​,xi​)和(yi−1,yi)(y_{i-1},y_i)(yi−1​,yi​)其中有一条是前向边或交叉边。

请添加图片描述

相关内容

热门资讯

前端-session、jwt 目录:   (1)session (2&#x...
linux入门---制作进度条 了解缓冲区 我们首先来看看下面的操作: 我们首先创建了一个文件并在这个文件里面添加了...
关于测试,我发现了哪些新大陆 关于测试 平常也只是听说过一些关于测试的术语,但并没有使用过测试工具。偶然看到编程老师...
前缀和与对数器与二分法 1. 前缀和 假设有一个数组,我们想大量频繁的去访问L到R这个区间的和,...
nodejs:本地安装nvm实... 一、背景-使用不同版本node的原因 vue3+ts、nuxt3版本,node...
JAVA集合知识整理 Java集合知识整理 HashMap相关 HashMap的底层数据结构:jdk1.8之...
无刷直流电机介绍及单片机控制实... 无刷直流电机介绍及单片机控制实例前言基本概念优势与劣势使用寿命基本结构使用单片机控制实例电子调速器&...
fwdiary(2) dp2 1.传纸条  AcWing 275. 传纸条 - AcWing 走两条路,走一条最大的...
常用的DOS命令 常用的DOS命令 DOS(Disk Operating System,磁...
<C++> 类和对象(下) 1.const成员函数将const修饰的“成员函数”称之为const成员函数,cons...