有向图中的DFS遍历和循环答案

【问题标题】：DFS traversal and cycle in directed graph有向图中的DFS遍历和循环
【发布时间】：2021-07-26 07:18:18
【问题描述】：

我有一个有向图。最初，假定所有节点都未被访问，vector<int>flag 中的标志为 -1。现在我们从源节点开始并推入 stack<int>s 并生成 flag[source]=0 。现在我进行 DFS 遍历和推送节点 if(flag[node]==-1)& 制作 flag[node]=0。如果访问了所有 DFS 定向链接，我会弹出堆栈的元素并将其标记为flag[s.top()]=1；在推送时，如果我们遇到带有flag[nodes]==0 的节点，则会检测到循环，我会在int final 变量中进行增量；`

你可以在我的代码中看到，我将DFS遍历存储在一个temp向量中，我认为这是垃圾，如何直接通过这些连接的节点来检查标志并检测循环。目前我的代码可以工作，但无法输入更大的输入。请寻求帮助。

#include<iostream>
#include<vector>
#include<stack>
#include<map>
using namespace std;
int mx=1e5+5;
vector<bool>vist(mx);
vector<vector<int>>Graph(mx);
void dfs(int node,vector<int>&dfs_vec){
    vist[node]=true;
    dfs_vec.push_back(node);
    for(int neigh: Graph[node]){
        if(!vist[neigh]){
            dfs(neigh,dfs_vec);
        }
    }
}
//my temp vector is in while loop of main.
int main(){
    int num_vertex;int num_edge;
    cin>>num_vertex>>num_edge;
    int u,v;
    for(int i=0;i<num_edge;i++){
        cin>>u>>v;
        Graph[u].push_back(v);
    }
    vector<int>flag(num_vertex+1,-1);
    stack<int>s;
    int source=1;
    s.push(source);
    flag[source]=0;
    int final=0;
    while(!s.empty()){
        int x=s.top();
        vector<int>temp;
        dfs(Graph[x][0],temp);
        for(auto y:temp){
            if(flag[y]==-1){
                s.push(y);
                flag[y]=0;
            }
            else if(flag[y]==0){
                final++;
            }
        }
        flag[s.top()]=1;
        s.pop();
        vist.clear();
        vist.resize(mx);

    }
    if(final>0){
        std::cout<<"Graph is cyclic";
    }
    else{
        std::cout<<"Graph is not cyclic";
    }
}

【问题讨论】：

您是否尝试添加一些检查以确保没有向量索引会超出范围？
你为什么不直接实现一个已知的算法呢？这看起来效率低下。一方面：为什么要维护一个final 计数器，因为只要找到一个循环就可以退出。找到后无需继续。不是它会消失 ;-) 还有temp 向量：你为什么拥有它？为什么不在你的 dfs 遍历中直接使用flag 呢？ ... 简而言之：您为什么不直接实现几种已知算法中的一种？
@trincot 先生，非常感谢您的好意建议，是的，我想删除临时向量并在 dfs 遍历中直接传递标志，但我做不到，我请求您请建议我一个代码来做到这一点。谢谢！
为您需要的数据设计一个具有属性的类。 dfs 函数成为该类的一个方法，因此它可以访问属性而无需将它们作为参数传入（递归函数会消耗大量堆栈内存，因此您将无法处理大图）。跨度>
仅供参考，这里是对设计类以实现图论算法时要考虑的一些问题的简要讨论。 github.com/JamesBremner/PathFinder2/wiki/cGraph-Class-Design

标签： c++ algorithm data-structures graph-theory

【解决方案1】：

如果您想处理大型数据集，请尽量减少递归函数签名中的参数。每次调用都需要将参数保存在堆栈上，这是相当有限的资源。

要最小化参数，请在类上使用一种方法，该方法尽可能仅将参数数据的一个副本存储为属性。对于DFS，除了当前访问节点的索引之外的所有内容都可以移出参数列表。

这是我在包含数十万个顶点的图上成功使用的 DFS 的直接实现。

    void cPathFinder::depthRecurse(
        int v )
    {
        visitor(v);

        // remember this node has been visited
        myPath[v] = 1;

        // look for new adjacent nodes
        for (int w : adjacent(v))
            if (!myPath[w])
            {
                // search from new node
                depthRecurse(w, visitor);
            }
    }

仅供参考，这里是对设计类以实现图论算法时要考虑的一些问题的简要讨论。 https://github.com/JamesBremner/PathFinder2/wiki/cGraph-Class-Design

【讨论】：