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AOV网--拓扑排序(必须是一个有向无环图)

时间:2022-02-08 10:21:14

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AOV网--拓扑排序(必须是一个有向无环图)

特点:

1. AOV网用顶点表示活动,用弧表示活动之间优先关系,

2. AOV网中的弧表示活动之间存在某种制约关系,

3. AOV网中不能出现回路(如果有回路,说明某项活动以自己作为先决条件,不允许)

4. 每个AOV网都有一个或多个拓扑排序序列.

拓扑序列: 设G=(V, E)是一个具有n个顶点的有向图,V中的顶点序列 v1, v2,.....vn 称为一个拓扑序。当且仅当满足:若从顶点vi到vj有一条路径,则在顶点序列中顶点vi必须在顶点vj之气。

拓扑排序: 对一个有向图构造拓扑序列的过程称为拓扑排序。

注意: 如果此网的全部顶点都被输出,则说明它是不存在环(回路)的AOV网。如果输出的顶点少了,哪怕是少一个,也说明这个网存在环(回路), 不是AOV网。

拓扑排序基本思想

1. 从AOV网中选择一个没有前驱的顶点输出

2.从AOV网中删去该顶点,并且删去所有以该顶点为尾的弧

3.重复上述两个步骤,直到AOV网为空,或者当前网中不存在无前驱的顶点为止(表示有环,需退出拓扑排序的操作)。

拓扑排序算法------伪代码

1. 栈S初始化; 累加器count初始化(用来保存多少个顶点进行了拓扑排序的处理)

2. 扫描顶点表,将没有前驱的顶点入栈。

3. 当栈S非空时循环

3.1 vj= 推出栈顶的元素,输出vj,累加器加1

3.2 将顶点vj的各个邻接点的入度减1;

3.3 将新的入度为0的顶点入栈。

4. if(count < vertexNum) 输出有回路信息

图的存储结构:

(前面求最小生成树和最短路径时,我们用的都是邻接矩阵,但由于拓扑排序的过程,需要删除顶点,显然用邻接表更加方便,因此我么需要为AOV网建立一个邻接表,需要三个数据域, in(表示该顶点的入度个数),data(存放数据信息),firstedge(存放邻接点的信息,也就是边表),

//这是定义一个边表class EdgeNode{public:int adjvex;//邻接点域 int weight;//存储权重域 vertexNode *next; //因为边表是一个链表,所以用next指针连接};//这是定义一个顶点class vertexNode{public:int in;//记录该顶点的入度数目 datatype data; //存放该顶点信息 arcNode *firstedge;///链域,指向下一个邻接点 };

拓扑排序实现:

class MGraph{public:vertexNode adjList[MaxVex]; //定义一个顶点表数组, int vertexNum, EdgeNum; //AOV网中顶点个数和边数MGraph(int a[], int n, int e);TopSort();};

初始化AOV网信息:

//AOV网初始化. 初始化一个边表,MGraph::MGraph(int a[], int n, int e){vertexNum = n;EdgeNum = e;for(int i=0; i<vertexNum; i++){adjlist[i].data = a[i];adjlist[i].in = 0;adjlist[i].firstedge = NULL;}int j,k;for(int i=0; i<e; i++){cin>>j>>k;EdgeNode *s = new EdgeNode;adjlist[k].in += 1;s->data = k;s->next = adjlist[j].firstedge;adjlist[j].firstedge = s;}}

拓扑排序思路;(需要一个辅助数据结构 栈)

//拓扑排序int MGraph::TopSort(){stack<int> s; //AOV网需要借助栈进行操作EdgeNode *p; //因为边表是链表构成的,所以需要一个移动指针 int count=0;for(int i=0; i<vertexNum; i++){if(adjlist[i].in==0){s.push(i); //如果i顶点的入度为0,则将顶点的索引入栈 }}while(!s.empty()){int gottop = s.top();s.pop();cout<<adjlist[gottop].data<<" ->"; //打印此顶点信息 count++; //用于统计输出顶点的个数 //循环对索引为gottop的顶点对应的弧进行遍历,如2->3有一条弧,那就将3顶点的入度减1,//因为2顶点删除了,所以那条边也要删除 for(p=adjlist[gottop].firstedge; p!=NULL; p=p->next){int k = p->data;adjlist[k].in -=1;if(adjlist[k].in == 0){s.push(k);}}}if(count<vertexNum){return 0;}else{return 1;}}

1. 首先定义一个有向无环图 ,

2. 初始化,将顶点的in域全部赋值为0, data域用传进来的a[]赋值, firstedge=NULL; firstedge全部赋值为NULL,这就是初始化,

3. 输入边信息,j和k的值,j->k有边,那就创建一个边结点,将边结点赋值,并头插入法插在对应的fisrtedge域后面 (初始化部分结束)

执行拓扑排序:

1. 创建一个栈 S,用循环找到AOV网顶点表中in域全为0的元素,将这些顶点的索引全入栈,

2.开始循环,当栈不为空的时候,将栈顶元素出栈,即得到in域为0的顶点,输出出栈的顶点 信息,并且将计数器加1,(用来判断是否左右顶点都输出了) 开始遍历这个顶点的firstedge域,看这个顶点到哪个顶点有边,如2->3有边,那就让顶点3的入度减1,并且判断,是否入读值为0,如果是,那就将这个顶点入栈,

3.退出循环,判断一下是否左右的顶点都输出了,如果是,说明没有环,否则这个AOV有环.

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