Tarjanサイクル検出のヘルプC＃

Question

ここでは、Tarjanのサイクル検出を実装しています。アルゴリズムは、ここで発見された

： http://en.wikipedia.org/wiki/Tarjan%27s_strongly_connected_components_algorithm

public class TarjanCycleDetect 
    { 
     private static List<List<Vertex>> StronglyConnectedComponents; 
     private static Stack<Vertex> S; 
     private static int index; 
     private static DepGraph dg; 
     public static List<List<Vertex>> DetectCycle(DepGraph g) 
     { 
      StronglyConnectedComponents = new List<List<Vertex>>(); 
      index = 0; 
      S = new Stack<Vertex>(); 
      dg = g; 
      foreach (Vertex v in g.vertices) 
      { 
       if (v.index < 0) 
       { 
        strongconnect(v); 
       } 
      } 
      return StronglyConnectedComponents; 
     } 

     private static void strongconnect(Vertex v) 
     { 
      v.index = index; 
      v.lowlink = index; 
      index++; 
      S.Push(v); 

      foreach (Vertex w in v.dependencies) 
      { 
       if (w.index < 0) 
       { 
        strongconnect(w); 
        v.lowlink = Math.Min(v.lowlink, w.lowlink); 
       } 
       else if (S.Contains(w)) 
       { 
        v.lowlink = Math.Min(v.lowlink, w.index); 
       } 
      } 

      if (v.lowlink == v.index) 
      { 
       List<Vertex> scc = new List<Vertex>(); 
       Vertex w; 
       do 
       { 
        w = S.Pop(); 
        scc.Add(w); 
       } while (v != w); 
       StronglyConnectedComponents.Add(scc); 
      } 

     } 

はDepGraphは頂点のリストだけであることに注意してください。 Vertexは、辺を表す他のVertexのリストを持つ。また、インデックスとローリンクは-1に初期化されます

編集：これは動作しています...私は結果を誤って解釈しました。

Answer 1

上記は実際には正しいですが、私は強く結びついた要素が何であるか分かりませんでした。私は強く接続されたコンポーネントの空のListを返す関数を期待していましたが、単一のノードのリストを返していました。

私は上記が働いていると信じています。必要ならば自由に使用してください！

Answer 2

2008年現在、quickgraphはこのアルゴリズムをサポートしています。実装の場合はStronglyConnectedComponentsAlgorithmクラス、使用法のショートカットの場合はAlgorithmExtensions.StronglyConnectedComponentsメソッドを参照してください。

例：質問で上に提示

// Initialize result dictionary 
IDictionary<string, int> comps = new Dictionary<string, int>(); 

// Run the algorithm 
graph.StronglyConnectedComponents(out comps); 

// Group and filter the dictionary 
var cycles = comps 
    .GroupBy(x => x.Value, x => x.Key) 
    .Where(x => x.Count() > 1) 
    .Select(x => x.ToList()) 

Answer 3

例は、誰もがすぐにそれを再生したいはずです機能ではありません。また、それはスタックベースであることに注意してください。これは、グラフの中で最も些細なものを与えるだけでスタックを爆発させます。ここでは、グラフはTarjanのウィキペディアのページに表示モデルユニットテストでの作業の例である：行われているかを確認するのは簡単ですので、私は頂点オブジェクトへのidプロパティを追加

public class Vertex 
{ 
    public int Id { get;set; } 
    public int Index { get; set; } 
    public int Lowlink { get; set; } 

    public HashSet<Vertex> Dependencies { get; set; } 

    public Vertex() 
    { 
     Id = -1; 
     Index = -1; 
     Lowlink = -1; 
     Dependencies = new HashSet<Vertex>(); 
    } 

    public override string ToString() 
    { 
     return string.Format("Vertex Id {0}", Id); 
    } 

    public override int GetHashCode() 
    { 
     return Id; 
    } 

    public override bool Equals(object obj) 
    { 
     if (obj == null) 
      return false; 

     Vertex other = obj as Vertex; 

     if (other == null) 
      return false; 

     return Id == other.Id; 
    } 
} 

public class TarjanCycleDetectStack 
{ 
    protected List<List<Vertex>> _StronglyConnectedComponents; 
    protected Stack<Vertex> _Stack; 
    protected int _Index; 

    public List<List<Vertex>> DetectCycle(List<Vertex> graph_nodes) 
    { 
     _StronglyConnectedComponents = new List<List<Vertex>>(); 

     _Index = 0; 
     _Stack = new Stack<Vertex>(); 

     foreach (Vertex v in graph_nodes) 
     { 
      if (v.Index < 0) 
      { 
       StronglyConnect(v); 
      } 
     } 

     return _StronglyConnectedComponents; 
    } 

    private void StronglyConnect(Vertex v) 
    { 
     v.Index = _Index; 
     v.Lowlink = _Index; 

     _Index++; 
     _Stack.Push(v); 

     foreach (Vertex w in v.Dependencies) 
     { 
      if (w.Index < 0) 
      { 
       StronglyConnect(w); 
       v.Lowlink = Math.Min(v.Lowlink, w.Lowlink); 
      } 
      else if (_Stack.Contains(w)) 
      { 
       v.Lowlink = Math.Min(v.Lowlink, w.Index); 
      } 
     } 

     if (v.Lowlink == v.Index) 
     { 
      List<Vertex> cycle = new List<Vertex>(); 
      Vertex w; 

      do 
      { 
       w = _Stack.Pop(); 
       cycle.Add(w); 
      } while (v != w); 

      _StronglyConnectedComponents.Add(cycle); 
     } 
    } 
} 

    [TestMethod()] 
    public void TarjanStackTest() 
    { 
     // tests simple model presented on https://en.wikipedia.org/wiki/Tarjan%27s_strongly_connected_components_algorithm 
     var graph_nodes = new List<Vertex>(); 

     var v1 = new Vertex() { Id = 1 }; 
     var v2 = new Vertex() { Id = 2 }; 
     var v3 = new Vertex() { Id = 3 }; 
     var v4 = new Vertex() { Id = 4 }; 
     var v5 = new Vertex() { Id = 5 }; 
     var v6 = new Vertex() { Id = 6 }; 
     var v7 = new Vertex() { Id = 7 }; 
     var v8 = new Vertex() { Id = 8 }; 

     v1.Dependencies.Add(v2); 
     v2.Dependencies.Add(v3); 
     v3.Dependencies.Add(v1); 
     v4.Dependencies.Add(v3); 
     v4.Dependencies.Add(v5); 
     v5.Dependencies.Add(v4); 
     v5.Dependencies.Add(v6); 
     v6.Dependencies.Add(v3); 
     v6.Dependencies.Add(v7); 
     v7.Dependencies.Add(v6); 
     v8.Dependencies.Add(v7); 
     v8.Dependencies.Add(v5); 
     v8.Dependencies.Add(v8); 

     graph_nodes.Add(v1); 
     graph_nodes.Add(v2); 
     graph_nodes.Add(v3); 
     graph_nodes.Add(v4); 
     graph_nodes.Add(v5); 
     graph_nodes.Add(v6); 
     graph_nodes.Add(v7); 
     graph_nodes.Add(v8); 

     var tcd = new TarjanCycleDetectStack(); 
     var cycle_list = tcd.DetectCycle(graph_nodes); 

     Assert.IsTrue(cycle_list.Count == 4); 
    } 

が、それはにISN厳密に必要とされる。私はまたコードのいくつかを少しきれいにしました、著者はページの擬似コードからの命名を使用していましたが、それは比較には良いですが、あまり有益ではありませんでした。