tarjan算法算法介绍如果两个顶点可以相互通达,则称两个顶点强连通(strongly connected)
如果有向图G的每两个顶点都强连通,称G是一个强连通图
有向图的极大强连通子图,称为强连通分量(strongly connected components)
图1中,子图{1,2,3,4}为一个强连通分量,因为顶点1,2,3,4两两可达
{5},{6}也分别是两个强连通分量
Tarjan算法是用来求有向图的强连通分量的
求有向图的强连通分量的Tarjan算法是以其发明者Robert Tarjan命名的
Robert Tarjan还发明了求双连通分量的Tarjan算法
Tarjan算法是基于对图深度优先搜索的算法,每个强连通分量为搜索树中的一棵子树
搜索时,把当前搜索树中未处理的节点加入一个堆栈,回溯时可以判断栈顶到栈中的节点是否为一个强连通分量
定义DFN(u)为节点u搜索的次序编号(时间戳),Low(u)为u或u的子树能够追溯到的最早的栈中节点的次序号
当DFN(u)=Low(u)时,以u为根的搜索子树上所有节点是一个强连通分量
接下来是对算法流程的演示
从节点1开始DFS,把遍历到的节点加入栈中
搜索到节点u=6时,DFN=LOW,找到了一个强连通分量
退栈到u=v为止,{6}为一个强连通分量
返回节点5,发现DFN=LOW,退栈后{5}为一个强连通分量
返回节点3,继续搜索到节点4,把4加入堆栈
发现节点4向节点1有后向边,节点1还在栈中,所以LOW=1
节点6已经出栈,(4,6)是横叉边,返回3,(3,4)为树枝边,所以LOW=LOW=1
继续回到节点1,最后访问节点2
访问边(2,4),4还在栈中,所以LOW=DFN=5
返回1后,发现DFN=LOW,把栈中节点全部取出,组成一个连通分量{1,3,4,2}
至此,算法结束
经过该算法,求出了图2中全部的三个强连通分量{1,3,4,2},{5},{6}
可以发现,运行Tarjan算法的过程中,每个顶点都被访问了一次,且只进出了一次堆栈,每条边也只被访问了一次,所以该算法的时间复杂度为O(N+M)
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