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【Python排序搜尋基本演算法】之拓撲排序

   拓撲排序是對有向無環圖的一種排序,滿足如下兩個條件:

1.每個頂點出現且只出現一次;

2.若A在序列中排在B的前面,則在圖中不存在從B到A的路徑。

如上的無環有向圖,v表示頂點:v=['a','b','c','d','e'],e表示有向邊:e=[('a','b'),('a','d'),('b','c'),('d','c'),('d','e'),('e','c')],程式碼如下:

def indegree0(v,e): 
    if v==[]:
        return None
    tmp=v[:]
    for i in e:
        if i[1] in tmp:
            tmp.remove(i[1])
    if tmp==[]:
        return -1
 
    for t in tmp:
        for i in range(len(e)):
            if t in e[i]:
                e[i]='toDel' #佔位,之後刪掉
    if e:
        eset=set(e)
        eset.remove('toDel')
        e[:]=list(eset)
    if v:
        for t in tmp:
            v.remove(t)
    return tmp
 
def topoSort(v,e):
    result=[]
    while True:
        nodes=indegree0(v,e)
        if nodes==None:
            break
        if nodes==-1:
            print('there\'s a circle.')
            return None
        result.extend(nodes)
    return result
 
v=['a','b','c','d','e']
e=[('a','b'),('a','d'),('b','c'),('d','c'),('d','e'),('e','c')]
res=topoSort(v,e)
print(res)

indegree0函式返回入度為0的頂點,並在v和e中刪除它和它相鄰的邊,如果v列表中沒有頂點了,就返回None,如果v列表中還有頂點但是找不到入度為0的頂點,說明有向圖中有環,返回-1。topoSort函式不斷取出有向圖中入度為0的頂點,最後就是拓撲排序序列。輸出如下:
['a', 'b', 'd', 'e', 'c']

        考慮一種有環的情況,加上一條c->d的邊,如下圖所示:


輸出如下:

there's a circle.
None

參考文獻:

https://blog.csdn.net/littlethunder/article/details/24113193