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    https://space.bilibili.com/59807853:Python 数据结构与算法—

    作者:[db:作者] 时间:2021-09-05 19:14

    几乎在所有的项目,甚至日常生活,待完成的不同任务之间通常都会存在着某些依赖关系,这些依赖关系会为它们的执行顺序行程表部分约束。对于这种依赖关系,很容易将其表示成一个有向无环图(Directed Acyclic Graph,DAG,无环是一个重要条件),并将寻找其中依赖顺序的过程称为拓扑排序(topological sorting)。



    很多情况下,拓扑排序问题往往会出现在一些中等复杂程度的计算系统中。这方面最典型的例子莫过于软件安装了,现在大多数操作系统都至少会有一个自动安装软件组件的系统(Ubuntu Linux 系统中的 apt-get,CentOS Linux 系统中的 RPM,Mac OS X 系统中的 brew 等),这些系统会自动检测依赖关系中缺少的部分,并下载安装它们,对于这一类工作,相关组件就必须按照一定的拓扑顺序来安装。

    DAG 分析

    • (1)拓扑排序并不唯一
    • (2)不含回路的有向图(有向无环图)——一定存在拓扑排序。

    归简法解 DAG

    归简法求解拓扑排序,第一直觉是先移除其中一个节点(后面会说,每次移除的都是当前拓扑结构中的入度为零的点,入度为 0 的含义不依赖其他任何节点,即可发生),然后解决其余 n-1 个节点的问题。

    def topsort(G):
        in_degrees = dict((u, 0) for u in G)
        for u in G:
            for v in  G[u]:
                in_degrees[v] += 1
                                        # 每一个节点的入度
        Q = [u for u in G if in_degrees[u] == 0]
                                        # 入度为 0 的节点
        S = []
        while Q:
            u = Q.pop()
                                        # 默认从最后一个移除
            S.append(u)
            for v in G[u]:
                count[v] -= 1
                                        # 并移除其指向
                if count[v] == 0:
                    Q.append(v)
        return S

    对上图而言,我们使用邻接表的dict 形式进行表示:

    G = {
        'a':'bf',
        'b':'cdf',
        'c':'d',
        'd':'ef',
        'e':'f',
        'f':''
    }
    >>> print(topsort(G))
    ['a', 'b', 'c', 'd', 'e', 'f']
    cs