使用BFS檢查有向圖連通性的C++程式


為了檢查圖的連通性,我們將嘗試使用任何遍歷演算法遍歷所有節點。遍歷完成後,如果存在任何未訪問的節點,則該圖未連線。

對於有向圖,我們將從所有節點開始遍歷以檢查連通性。有時一條邊可能只有向外的邊而沒有向內的邊,因此該節點將無法從任何其他起始節點訪問。

在這種情況下,遍歷演算法是遞迴BFS遍歷。

輸入 - 圖的鄰接矩陣

01000
00100
00011
10000
01000

輸出 - 圖是連通的。

演算法

traverse(s, visited)

輸入:起始節點s和已訪問節點,用於標記哪些節點已訪問。

輸出:遍歷所有連線的頂點。

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)

輸入 - 圖。

輸出 - 如果圖是連通的,則返回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

示例程式碼

 即時演示

#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.";
}

輸出

The Graph is connected.

更新於: 2019年7月30日

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