
【计】 cut-vertex algorithm
cut; scalpel; shear; skive
【建】 cropping
a little; dot; drop; feature; particle; point; spot
【计】 distributing point; dot; PT
【医】 point; puncta; punctum; spot
【经】 point; pt
algorithm; arithmetic
【计】 ALG; algorithm; D-algorithm; Roth's D-algorithm
【化】 algorithm
【经】 algorithm
在计算机科学领域,"割点算法"(Articulation Point Algorithm)是图论中用于识别网络脆弱节点的关键方法。该算法对应的英文术语"Articulation Point"源于机械工程中的结构连接点概念,指移除该节点会导致图结构分裂的枢纽位置。
割点(Cut Vertex)被定义为:在无向连通图中,若删除某顶点及其关联边后,图不再保持连通性,则该顶点称为割点。数学表达式可表示为:设图$G=(V,E)$,存在$v in V$,使得子图$G' = G - v$的连通分支数大于原图。
Robert Tarjan于1972年提出的深度优先搜索(DFS)变体算法是行业标准,其实现基于两个核心参数:
disc[u]
:记录顶点u被访问的次序low[u]
:存储通过后向边能到达的最早祖先节点判定条件满足以下任一即构成割点: $$ begin{cases} text{根节点且子节点数≥2} text{非根节点且存在子节点v满足}low[v] geq disc[u] end{cases} $$
该算法在网络可靠性分析中具有重要价值,例如:
时间复杂度为$O(V+E)$,空间复杂度$O(V)$,这种线性特性使其适用于大规模网络分析。对比Floyd-Warshall等算法,Tarjan方案在稀疏图中效率提升显著(参考《算法设计手册》第二版)。
割点算法是图论中用于识别无向连通图中关键节点的算法,其核心目标是找到那些删除后会导致图分裂为多个连通分量的顶点。以下从多个权威来源综合解析:
割点(Articulation Point)的定义是:在无向连通图中,若删除某顶点及与其相连的所有边后,图不再保持连通,则该顶点称为割点。例如,在下图结构中,删除顶点4会导致图分裂为多个子图,因此4是割点。
通过DFS遍历图,利用两个核心数组实现:
Tarjan算法的时间复杂度为O(V + E),适用于大规模图的快速检测。
假设图结构为0-1-2-3-4
,其中顶点3是割点。删除3后,图分裂为0-1-2
和4
两部分,验证其符合割点定义。
以上内容综合了多篇权威技术博客的经典实现方法,实际编码时需注意DFS细节和边界条件处理。如需完整代码示例,可参考来源中的LeetCode解析或《算法竞赛进阶指南》相关章节。
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