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C++二分图判定怎么用染色法BFS/DFS实现

星芳吖_1096

星芳吖_1096

发布时间:2026-10-06 14:24:27

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来源于php中文网

原创

染色法判定二分图的核心逻辑是利用“二分图等价于无奇数长度环”的性质,用两种颜色对顶点染色,要求每条边两端颜色不同;若染色中出现相邻顶点同色则非二分图,且需对每个未访问连通分量单独启动染色。

c++二分图判定怎么用染色法bfs/dfs实现

染色法判定二分图的核心逻辑是什么

二分图等价于「无奇数长度环」,而染色法正是利用这个性质:尝试用两种颜色(比如 0 和 1)给所有顶点着色,要求每条边的两个端点颜色不同。只要染色过程中没出现矛盾,图就是二分图。

关键判断点:一旦发现某条边 (u, v) 的两端已被染成相同颜色,立刻返回 false。注意:图不连通时需对每个未访问连通分量单独启动染色。

BFS 实现时如何避免重复入队和漏染

BFS 更直观地体现“逐层扩散”特性,适合初学理解;但容易在实现中忽略两个常见问题:一是未在入队前检查邻点是否已染色,导致重复入队甚至死循环;二是对孤立点或新连通分量忘记初始化颜色。

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  • 用 vector<int> color(n, -1)</int> 初始化,-1 表示未访问/未染色
  • 对每个 i 从 0 到 n-1,若 color[i] == -1,则设 color[i] = 0 并启动 BFS
  • 入队前先检查邻点:if (color[v] == -1) { color[v] = 1 - color[u]; q.push(v); },否则立即判断 if (color[v] == color[u]) return false

DFS 实现要注意递归栈与颜色传递方式

DFS 写起来更紧凑,但容易错在:把颜色值作为全局变量而非参数传递,导致跨连通分量污染;或在递归返回后没及时终止整个判定流程。

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  • 写成带返回值的递归函数:bool dfs(int u, int c, const vector<vector>>& graph, vector<int>& color)</int></vector>
  • 入口处先设 color[u] = c,再遍历所有邻点 v:
    – 若 color[v] == -1,递归调用 dfs(v, 1 - c, ...) 并检查返回值
    – 若 color[v] == c,直接 return false
  • 主循环中每次调用 dfs(i, 0, ...) 后必须检查返回值,任一 false 就整体返回 false

邻接表构建和图类型细节影响结果吗

不影响算法正确性,但影响代码健壮性。常见疏忽包括:输入是无向图却只存单向边、节点编号从 1 开始却按 0 索引访问数组、graph 大小未初始化为 n 导致越界。

典型错误现象:vector out of range 或漏判某个连通块。

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  • 建图时对每条边 u-v,务必执行 graph[u].push_back(v) 和 graph[v].push_back(u)
  • 确认输入节点范围:若题目说「1 ≤ u, v ≤ n」,则 vector<vector>> graph(n + 1)</vector>,且遍历从 1 到 n
  • 若用 vector<vector>> graph(n)</vector>,则所有输入节点需先减 1

真正容易被忽略的是:多个连通分量中某一个染色失败,其他分量仍会继续跑——必须在每轮染色后检查返回结果,不能只依赖最后一次调用。

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