Java检测循环有向图-Java 学习之路

我目前正在尝试编写一个程序来检查是否 directed graph is cyclic or not . 我不确定我做错了什么（我很可能做错了所以所以请StackOverflow，告诉我我的愚蠢！） . 我已经到了不知道可能是什么问题的地步 .

输入是一个邻接列表，例如：

（0指向2和4; 1指向2和4，依此类推......）

我的想法是检查我正在检查的节点是否为“灰色”（部分探索） . 如果是，则它必须是后边缘，因此是循环图 . 始终探索黑色边缘或交叉边缘，因此不应触发循环消息 . 我的目标是深度搜索

如果A - > B和B - > A，则不应触发有关循环的消息（但A - > B，B - > C，C - > A应该） .

hasCycle调用hasCycleInSubgraph，它通过图的Adjency List递归调用自身 .

class qs {

    private ArrayList<Integer>[] adjList;

    private Stack<Integer> stack;

    private ArrayList<Integer> whiteHat;
    private ArrayList<Integer> greyHat;
    private ArrayList<Integer> blackHat;

    public qs(ArrayList<Integer>[] graph) {
        this.adjList = graph;

        this.stack = new Stack();

        this.whiteHat = new ArrayList<Integer>();
        this.greyHat = new ArrayList<Integer>();
        this.blackHat = new ArrayList<Integer>();   

        for (Integer h = 0; h < adjList.length; h++) {
            whiteHat.add(h);
        }

    }

    public boolean hasCycle() {
        for (Integer i = 0; i < adjList.length; i++) {

//          System.out.print("Local root is: ");
//          System.out.println(i);

            whiteHat.remove(i);
            greyHat.add(i);

            if (hasCycleInSubgraph(i) == true) {
                return true;
            }

            greyHat.remove(i);
            blackHat.add(i);

        }
        return false;
    }

    public boolean hasCycleInSubgraph(Integer inp) {

        if (blackHat.contains(inp)) {
            return false;
        }

        for (Integer branch : adjList[inp]) {

//          System.out.print("Adj is: ");
//          System.out.println(branch);

            if ( greyHat.contains(branch) && !inp.equals(branch) ) {
                return true;
            }

            whiteHat.remove(branch);
            greyHat.add(branch);

            if ( hasCycleInSubgraph(branch) == true ) {
                return true;
            }   

            greyHat.remove(branch);
            blackHat.add(branch);

        }
        return false;
    }

}

1 回答

你过度复杂了：可以通过深度优先搜索来检测循环：从任何给定节点，走到每个连接的节点;如果你回到已经访问过的节点，你就有了一个周期 .

class qs {
  private final ArrayList<Integer>[] graph;

  qs(ArrayList<Integer>[] graph) {
    this.graph = graph;
  }

  boolean hasCycle() {
    List<Integer> visited = new ArrayList<>();
    for (int i = 0; i < graph.length; ++i) {
      if (hasCycle(i, visited)) {
        return true;
      }
    }
  }

  private boolean hasCycle(int node, List<Integer> visited) {
    if (visited.contains(node)) {
      return true;
    }
    visited.add(node);
    for (Integer nextNode : graph[node]) {
      if (hasCycle(nextNode, visited)) {
        return true;
      }
    }
    visited.remove(visited.length() - 1);
    return false;
  }
}

如果要检测超过给定长度的周期，只需检查递归的深度：

if (visited.contains(node) && visited.size() > 2) {

请注意，除了堆栈中的内容之外，这不需要保留任何状态 . 依赖于可变状态会使代码线程不安全（例如，同时调用 hasCycle 的两个线程会相互干扰），因此应该避免 - 即使您不希望代码在多个中使用现在采用线程方式，它可以避免出现问题 .

回复于 2024-05-03T02:48:51+08:00

Java检测循环有向图

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