HDU1269

//强通量链接；

//下面的一段资料转载为：

https://www.byvoid.com/blog/scc-tarjan/

在有向图G中，如果两个顶点间至少存在一条路径，称两个顶点强连通(strongly connected)。如果有向图G的每两个顶点都强连通，称G是一个强连通图。非强连通图有向图的极大强连通子图，称为强连通分量(strongly connected components)。

下图中，子图{1,2,3,4}为一个强连通分量，因为顶点1,2,3,4两两可达。{5},{6}也分别是两个强连通分量。

直接根据定义，用双向遍历取交集的方法求强连通分量，时间复杂度为O(N^2+M)。更好的方法是Kosaraju算法或Tarjan算法，两者的时间复杂度都是O(N+M)。本文介绍的是Tarjan算法。

[Tarjan算法]

Tarjan算法是基于对图深度优先搜索的算法，每个强连通分量为搜索树中的一棵子树。搜索时，把当前搜索树中未处理的节点加入一个堆栈，回溯时可以判断栈顶到栈中的节点是否为一个强连通分量。

定义DFN(u)为节点u搜索的次序编号(时间戳)，Low(u)为u或u的子树能够追溯到的最早的栈中节点的次序号。由定义可以得出，

Low(u)=Min{    DFN(u),    Low(v),(u,v)为树枝边，u为v的父节点    DFN(v),(u,v)为指向栈中节点的后向边(非横叉边)}

当DFN(u)=Low(u)时，以u为根的搜索子树上所有节点是一个强连通分量。

算法伪代码如下

tarjan(u){    DFN[u]=Low[u]=++Index                      // 为节点u设定次序编号和Low初值    Stack.push(u)                              // 将节点u压入栈中    for each (u, v) in E                       // 枚举每一条边        if (v is not visted)               // 如果节点v未被访问过            tarjan(v)                  // 继续向下找            Low[u] = min(Low[u], Low[v])        else if (v in S)                   // 如果节点v还在栈内            Low[u] = min(Low[u], DFN[v])    if (DFN[u] == Low[u])                      // 如果节点u是强连通分量的根        repeat            v = S.pop                  // 将v退栈，为该强连通分量中一个顶点            print v        until (u== v)}

接下来是对算法流程的演示。

从节点1开始DFS，把遍历到的节点加入栈中。搜索到节点u=6时，DFN[6]=LOW[6]，找到了一个强连通分量。退栈到u=v为止，{6}为一个强连通分量。

返回节点5，发现DFN[5]=LOW[5]，退栈后{5}为一个强连通分量。

返回节点3，继续搜索到节点4，把4加入堆栈。发现节点4向节点1有后向边，节点1还在栈中，所以LOW[4]=1。节点6已经出栈，(4,6)是横叉边，返回3，(3,4)为树枝边，所以LOW[3]=LOW[4]=1。

继续回到节点1，最后访问节点2。访问边(2,4)，4还在栈中，所以LOW[2]=DFN[4]=5。返回1后，发现DFN[1]=LOW[1]，把栈中节点全部取出，组成一个连通分量{1,3,4,2}。

至此，算法结束。经过该算法，求出了图中全部的三个强连通分量{1,3,4,2},{5},{6}。

可以发现，运行Tarjan算法的过程中，每个顶点都被访问了一次，且只进出了一次堆栈，每条边也只被访问了一次，所以该算法的时间复杂度为O(N+M)。

求有向图的强连通分量还有一个强有力的算法，为Kosaraju算法。Kosaraju是基于对有向图及其逆图两次DFS的方法，其时间复杂度也是O(N+M)。与Trajan算法相比，Kosaraju算法可能会稍微更直观一些。但是Tarjan只用对原图进行一次DFS，不用建立逆图，更简洁。在实际的测试中，Tarjan算法的运行效率也比Kosaraju算法高30%左右。此外，该Tarjan算法与求无向图的双连通分量(割点、桥)的Tarjan算法也有着很深的联系。学习该Tarjan算法，也有助于深入理解求双连通分量的Tarjan算法，两者可以类比、组合理解。

求有向图的强连通分量的Tarjan算法是以其发明者Robert Tarjan命名的。Robert Tarjan还发明了求双连通分量的Tarjan算法，以及求最近公共祖先的离线Tarjan算法，在此对Tarjan表示崇高的敬意。

//至于我的代码实在是比较懒。。。表怪我。。O.O

#include<iostream>#include<vector>#include<string.h>#include<stack>using namespace std;int dnc[100005];//时间搓int low[100005];//其子树能够追溯到的最早的时间stack<int>sta;vector<int>gra[100005];vector<int>cfu[100005];int instack[100005];int idex,number;int n,m;int MIN(int a,int b){if(a<b)return a;elsereturn b;}void tarjan(int u){int i,j;instack[u]=2;dnc[u]=low[u]=++idex;sta.push(u);for(i=0;i<gra[u].size();i++){int t=gra[u][i];if(dnc[t]==0){tarjan(t);low[u]=MIN(low[u],low[t]);}else  if(instack[t]==2){low[u]=MIN(low[u],dnc[t]);}}if(low[u]==dnc[u]){number++;do{j=sta.top();sta.pop();instack[i]=1;//cfu[number].push_back(j);}               while(j!=u);           }}int main(){while(scanf("%d%d",&n,&m)!=EOF,n+m){idex=number=0;memset(dnc,0,sizeof(dnc));memset(low,0,sizeof(low));memset(instack,0,sizeof(instack));int i;for(i=1;i<=n;i++){gra[i].clear();cfu[i].clear();}while(!sta.empty())sta.pop();int a,b;for(i=1;i<=m;i++){ //cout<<1<<" ";             scanf("%d%d",&a,&b); gra[a].push_back(b);}for(i=1;i<=n;i++){if(!dnc[i])tarjan(i);}if(number>1)cout<<"No"<<endl;elsecout<<"Yes"<<endl;}}