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相关阅读:[双联通分量](/graph/bcc/) ## 割点 > 如果在一个图中,如果把一个点删除,那么这个图不再联通,那么这个点就是割点(割顶),当然是在无向图 ### 如何实现? 如果我们尝试删除每个点,并且判断这个图的联通性,那么复杂度会特别的高所以要介绍一个常用的算法:$Tarjan$ 首先,我们上一个图: ![](https://i.loli.net/2018/08/28/5b853fc3b27bd.png) 很容易的看出割点是 2,而且这个图仅有这一个割点 首先,我们按照 $DFS$ 序给他打上时间戳(访问的顺序) ![](https://i.loli.net/2018/08/28/5b8540a00f313.png) 这些信息被我们保存在一个叫做 `num` 的数组中 还需要另外一个数组 `low`,用它来存储不经过其父亲(你有多个那么就看你遍历到了哪个)能到达的时间戳 例如 2 的话是 1, 5 和 6 是 3 然后我们开始 $DFS$,我们判断某个点是否是割点的根据是:对于某个顶点 $u$,如果存在至少一个顶点 $v$ ( $u$ 的儿子),使得 $low_v>=num_u$,即不能回到祖先,那么 $u$ 点为割点 另外,如果搜到了自己(在环中),如果他有两个及以上的儿子,那么他一定是割点了,如果只有一个儿子,那么把它删掉,不会有任何的影响比如下面这个图,此处形成了一个环,从树上来讲它有 2 个儿子: ![](https://i.loli.net/2018/08/28/5b85450b597b5.png) 我们在访问 1 的儿子时候,假设先 $DFS$ 到了 2,然后标记用过,然后递归往下,来到了 4, 4 又来到了 3,当递归回溯的时候,会发现 3 已经被访问过了,所以不是割点 更新 `low` 的伪代码如下: ```cpp 如果 v 是 u 的儿子 low[u]=min(low[u],low[v]); 否则 low[u] = min(low[u],num[v]); ``` ### 例题 [洛谷 P3388 模板割点(割顶)](https://www.luogu.org/problemnew/show/P3388) ### Code ```cpp /* 洛谷 P3388 【模板】割点(割顶) */ #include<bits/stdc++.h> using namespace std; int n,m;//n:点数 m:边数 int num[100001],low[100001],inde,res; //num:记录每个点的时间戳 low:能不经过父亲到达最小的编号,inde:时间戳,res:答案数量 bool vis[100001],flag[100001];//flag: 答案 vis:标记是否重复 vector <int> edge[100001];// 存图用的 void Tarjan(int u,int father)//u 当前点的编号,father 自己爸爸的编号 { vis[u]=true;// 标记 low[u]=num[u]=++inde;// 打上时间戳 int child=0;// 每一个点儿子数量 for(auto v : edge[u])// 访问这个点的所有邻居 (C++11) { if(!vis[v]) { child++;// 多了一个儿子 Tarjan(v,u);// 继续 low[u]=min(low[u],low[v]);// 更新能到的最小节点编号 if(father!=u&&low[v]>=num[u]&&!flag[u])// 主要代码 // 如果不是自己,且不通过父亲返回的最小点符合割点的要求,并且没有被标记过 // 要求即为:删了父亲连不上去了,即为最多连到父亲 { flag[u]=true; res++;// 记录答案 } } else if(v!=father) low[u]=min(low[u],num[v]);// 如果这个点不是自己,更新能到的最小节点编号 } if(father==u&&child>=2&&!flag[u])// 主要代码,自己的话需要 2 个儿子才可以 { flag[u]=true; res++;// 记录答案 } } int main() { cin>>n>>m;// 读入数据 for(int i=1;i<=m;i++)// 注意点是从 1 开始的 { int x,y; cin>>x>>y; edge[x].push_back(y); edge[y].push_back(x); }// 使用 vector 存图 for(int i=1;i<=n;i++)// 因为 Tarjan 图不一定联通 if(!vis[i]) { inde=0;// 时间戳初始为 0 Tarjan(i,i);// 从第 i 个点开始,父亲为自己 } cout<<res<<endl; for(int i=1;i<=n;i++) if(flag[i]) cout<<i<<" ";// 输出结果 for(int i=1;i<=n;i++) cout<<low[i]<<endl; return 0; } ``` ## 割边 和割点差不多,还叫做割桥 > 无向联通图中,去掉一条边,图中的连通分量数增加,则这条边,称为桥或者割边,当然也是在无向图 ### 实现 和割点差不多,只要改一处: $low_v>num_u$ 就可以了,而且不需要考虑根节点的问题 割边是和是不是根节点没关系的,原来我们求割点的时候是指点 $v$ 是不可能不经过父节点 $u$ 为回到祖先节点(包括父节点),所以顶点 $u$ 是割点如果 $low_v==num_u$ 表示还可以回到父节点,如果顶点 $v$ 不能回到祖先也没有另外一条回到父亲的路,那么 $u-v$ 这条边就是割边 $Tarjan$ 算法还有许多用途,常用的例如求强连通分量,缩点,还有求 $2-SAT$ 的用途等