Question

我正在实施一种算法来确定无向图是否为二分图。基于this pseudo-code我的实现，它适用于连接的图形，但当它断开连接时，只是程序指示错误的答案。我认为如果它没有连接，那么每个不相交的子图需要一个循环。但我坚持这一点。我如何能够为我打印正确答案的代码？

#include <cstdio>
#include <vector>
#include <queue>
#include <iostream>
using namespace std;

#define MAX 1000

int numberVertex, numberEdges;
int particion[MAX], visited[MAX];
vector< int > adjacencyMatrix[MAX];

bool bfs()
{
    int i, origin, destination, begin;
    queue< int > queueVertex;
    begin = 0;
    queueVertex.push(begin);
    particion[begin] = 1; // 1 left,
    visited[begin] = 1; // set adjacencyMatrixray

    while(!queueVertex.empty())
    {
        origin = queueVertex.front(); queueVertex.pop();
        for(i=0; i < adjacencyMatrix[origin].size(); i++)
        {
            destination = adjacencyMatrix[origin][i];
            if(particion[origin] == particion[destination])
            {
                return false;
            }
            if(visited[destination] == 0)
            {
                visited[destination] = 1;
                particion[destination] = 3 - particion[origin]; // alter 1 and 2 subsets
                queueVertex.push(destination);
            }
        }
    }
    return true;
}

int main()
{
 freopen("tarea2.in", "r", stdin);
    int i,j, nodeOrigin, nodeDestination;
    scanf("%d %d", &numberVertex, &numberEdges);
    for(i=0; i<numberEdges; i++)
    {
        scanf("%d %d", &nodeOrigin, &nodeDestination);
        adjacencyMatrix[nodeOrigin].push_back(nodeDestination);
        adjacencyMatrix[nodeDestination].push_back(nodeOrigin);
    }
    if(bfs()) {

        printf("Is bipartite\n");
          for (j=0; j<numberVertex; j++){
        cout<<j<<" "<<particion[j]<<endl;
        }

    }
    else {printf("Is not bipartite\n");}





    return 0;
}

例如，此输入

输出应为：

Is bipartite
0 1
1 2
2 1
3 2
4 1
5 2

取而代之的是输出：

这是因为图表不是连接图，即有两个连接的组件。我希望你能帮助我，因为我已经坚持了几天。

Answer 1

您应该在每个连接的组件上运行bfs。最简单的方法是迭代所有顶点，如果没有访问它们，那么只需在它们上调用bfs。

bool is_bipartite()
{
    for(int i = 0; i < numberVertex; i++)
    {
       if (visited[i] == 0 && !bfs(i)) {
           return false;
       }
    } 
    return true;
}

它仍然是线性的，因为您在每个连接的组件上运行一次bfs。

#include <cstdio>
#include <vector>
#include <queue>
#include <iostream>
using namespace std;

#define MAX 1000

int numberVertex, numberEdges;
int particion[MAX], visited[MAX];
vector< int > adjacencyMatrix[MAX];

bool bfs(int begin)
{
    int i, origin, destination;
    queue< int > queueVertex;
    queueVertex.push(begin);
    particion[begin] = 1; // 1 left,
    visited[begin] = 1; // set adjacencyMatrixray

    while(!queueVertex.empty())
    {
        origin = queueVertex.front(); queueVertex.pop();
        for(i=0; i < adjacencyMatrix[origin].size(); i++)
        {
            destination = adjacencyMatrix[origin][i];
            if(particion[origin] == particion[destination])
            {
                return false;
            }
            if(visited[destination] == 0)
            {
                visited[destination] = 1;
                particion[destination] = 3 - particion[origin]; // alter 1 and 2 subsets
                queueVertex.push(destination);
            }
        }
    }
    return true;
}

bool is_bipartite()
{
    for(int i=0; i< numberVertex; i++)
    {
       if (visited[i] == 0 && !bfs(i)) {
           return false;
       }
    } 
    return true;
}

int main()
{
    //freopen("tarea2.in", "r", stdin);
    int i,j, nodeOrigin, nodeDestination;
    scanf("%d %d", &numberVertex, &numberEdges);
    for(i=0; i<numberEdges; i++)
    {
        scanf("%d %d", &nodeOrigin, &nodeDestination);
        adjacencyMatrix[nodeOrigin].push_back(nodeDestination);
        adjacencyMatrix[nodeDestination].push_back(nodeOrigin);
    }
    if(is_bipartite()) {

        printf("Is bipartite\n");
          for (j=0; j<numberVertex; j++){
        cout<<j<<" "<<particion[j]<<endl;
        }

    }
    else {printf("Is not bipartite\n");}

    return 0;
}

Answer 2

详细实现如下（C ++版）。它将能够处理几个独立的连接组件。

假设图节点定义为：

struct NODE
{
    int color;
    vector<int> neigh_list;
};

然后，您可以通过调用bipartite来检查整个图表是否为bfs()。

bool checkAllNodesVisited(NODE *graph, int numNodes, int & index);

bool bfs(NODE * graph, int numNodes)
{
    int start = 0;

    do 
    {
        queue<int> Myqueue;
        Myqueue.push(start);
        graph[start].color = 0;

        while(!Myqueue.empty())
        {
            int gid = Myqueue.front();
            for(int i=0; i<graph[gid].neigh_list.size(); i++)
            {
                int neighid = graph[gid].neigh_list[i];
                if(graph[neighid].color == -1)
                {
                    graph[neighid].color = (graph[gid].color+1)%2; // assign to another group
                    Myqueue.push(neighid);
                }
                else
                {
                    if(graph[neighid].color == graph[gid].color) // touble pair in the same group
                        return false;
                }
            }
            Myqueue.pop();
        }
    } while (!checkAllNodesVisited(graph, numNodes, start)); // make sure all nodes visited 
                                            // to be able to handle several separated graphs, IMPORTANT!!!

    return true;
}

bool checkAllNodesVisited(NODE *graph, int numNodes, int & index)
{
    for (int i=0; i<numNodes; i++)
    {
        if (graph[i].color == -1)
        {
            index = i;
            return false;
        }
    }

    return true;
}

Answer 3

二分图也称为双色图，即我们可以只用2种颜色对二分图的所有节点着色，使得没有2个相邻节点具有相同的颜色。

最初让所有顶点都没有任何颜色。
从任何顶点开始并使用RED为其着色。然后使用RED以外的颜色对其所有相邻顶点进行着色，请说黑色。
继续重复此操作直到所有节点都有颜色。如果在任何时候你发现两个相邻节点具有相同的颜色。那么它不是一个二分图。

C++ Implementation

BFS检查图表是否是c ++中的二分图

3 个答案: