深度优先搜索的一个直接应用就是找出一幅图的所有连通分量。
在深度优先搜索的递归调用期间,只要是某个顶点的可达顶点都能在一次递归调用期间访问到。
有关图的概念可参考博文数据结构之图的概述
连通分量:不连通的图是由2个或者2个以上的连通子图组成的。这些不相交的连通子图称为图的连通分量。
比如下图中有四个连通分量
通过id[]标识连通分量,同一连通分量的count值相同,count初始化为0。
for (int s = 0; s < g.vertexNum(); s++) { if (!marked[s]) { //s的一次递归调用能访问所有与它连通的顶点 dfs(g,s); //到这里说明s的连通顶点已经访问完毕 count++; } }实现如下:
package com.algorithms.graph; import com.algorithms.queue.Queue; /** * 计算无向图的连通分量 * @author yjw * @date 2019/5/22/022 */ public class CC { private boolean[] marked; /** * 标识连通分量,同一连通分量的值相同 * 0:第一个连通分量 * 1:第二个连通分量 * ... * * 值为0到count - 1之间 */ private int[] id; /** * 连通分量数 */ private int count; public CC(Graph g) { marked = new boolean[g.vertexNum()]; id = new int[g.vertexNum()]; for (int s = 0; s < g.vertexNum(); s++) { if (!marked[s]) { //s的一次递归调用能访问所有与它连通的顶点 dfs(g,s); //到这里说明s的连通顶点已经访问完毕 count++; } } } private void dfs(Graph g,int v) { marked[v] = true; id[v] = count;//标识连通分量 for (int w: g.adj(v)) { if (!marked[w]) { dfs(g,w); } } } public boolean connected(int v,int w) { return id[v] == id[w]; } public int id(int v) { return id[v]; } public int count() { return count; } @SuppressWarnings("unchecked") public void print() { System.out.println(count + " components");//count个连通分量 Queue<Integer>[]components = (Queue<Integer>[]) new Queue[count]; for (int i = 0; i < components.length; i++) { components[i] = new Queue<>(); } for (int i = 0; i < id.length; i++) { components[id(i)].enqueue(i); } for (Queue<Integer> queue : components) { System.out.println(queue); } } public static void main(String[] args) { Graph g = new Graph(10); g.addDiEdges(0,1,2); g.addDiEdges(4,5,6); g.addEdge(5,7); g.addEdge(8,9); //System.out.println(g); CC cc = new CC(g); cc.print(); } }其中Queue和Stack的实现见 栈和队列的实现
我们对示例图计算连通分量,得到输出:
4 components [0 1 2] [3] [4 5 6 7] [8 9]