我们正在开发一个用于仿真电路的工具，并以SpiceSharp作为实现。

我们需要检测在电路中出现本质上处于浮动状态的岛屿的情况，即某些节点两边的开关都处于打开状态。

我需要找到一种方法来检测这部分电路中的节点是否彼此不连通。我知道在其他基于Spice的电路仿真器中已经解决过这个问题，我也很想了解它们是如何实现的。

目前，我通过让节点通过电阻连接回一个 -1000V的参考轨，这样当它们实际上处于浮动状态时，电位大致在 -1000V附近（两侧留有一个小幅度的容差）。到目前为止，这看起来符合我们的预期，但我很感激如果你能就这种做法是否可接受给出见解。

解决方案

一般思路是使用 图遍历 来发现那些没有连通的“岛屿”。这假设你能将电路描述成一个图。

实现的一个示例是用深度优先搜索来找出一个岛屿中的所有节点，然后对所有未访问的节点重复同样的过程。一个通用的实现可能看起来像这样：

public static Dictionary<T, int> LabelIslands<T>(
    IEnumerable<T> allNodes,
    Func<T, IEnumerable<T>> nodeToNeighbors)
{
    int currentLabel = 0;
    Dictionary<T, int> nodeToLabel = new();
    foreach (var node in allNodes)
    {
        if (nodeToLabel.ContainsKey(node)) continue;
        currentLabel++;
        foreach (var n in GetNodesInIsland(node, nodeToNeighbors))
        {
            nodeToLabel.Add(n, currentLabel);
        }
    }
    return nodeToLabel;
}

public static HashSet<T> GetNodesInIsland<T>(T self, Func<T, IEnumerable<T>> nodeToNeighbors)
{
    var stack = new Stack<T>();
    var visited = new HashSet<T>();
    stack.Push(self);
    while (stack.Count > 0)
    {
        var current = stack.Pop();
        if(!visited.Add(current)) continue;
        foreach (var child in nodeToNeighbors(current))
        {
            if (!visited.Contains(child))
            {
                stack.Push(child);
            }
        }
    }
    return visited;
}

其中nodeToNeighbors将一个节点映射到所有相邻的节点。结果是一个字典，将每个节点映射到它所属岛屿的标签。

请注意，这假设图中没有单向边。