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1、图的概念
图 (Graph):是由顶点的有穷非空集合和顶点之间边的集合组成。
顶点 (Vertex):图中的数据元素。
边 (Edge):顶点之间的逻辑关系, 边可以是有向的或无向的,也可以带有权重(可以表示距离,花费等)
无向边:若顶点之间的边没有方向,则称这条边为无向边
有向边:若从顶点 vi 到 νj 的边有方向,则称这条边为有向边(一条无向边可以用两条有向边来表示)
无向图
图中任意两个顶点之间的边都是无向边,无向边表示从节点 1 可以到节点 2,也可以从节点 2 到节点 1
有向图
图中任意两个顶点之间的边都是有向边 图中的方向都是朝向一个方向的,并不是有向图都是朝向一个方向,只是为了方便,有向图可以理解为路径是有方向的,只能按着箭头的方向
2、图的存储
图的存储常用的邻接矩阵和邻接表
邻接矩阵存储查询简单方便,缺点当遇到的图是稀疏图时会浪费大量空间
邻接表相对邻接矩阵复杂点,优点节省空间,但当图时稠密图时它的优点就不明显了
邻接矩阵
数组(i,j)表示从 i 到 j 是否连通,0 表示不联通,不为 0 表示联通
无向图存储
将一条有向边转化为两条有向边,比如 顶点 1 和顶点 2 这条无向边转化为顶点 1 到顶点 2 和顶点 2 到顶点 1 两条有向边
有向图存储
有向图二维数组. png
邻接表
有向图邻接表. png
//顶点 class POS{ public POS(int head) { this.head = head; } public int head;//这个值指向的是边 }//边 class Edge{ public int v; public int next; }//图的初始化top =0;//用来记录边的位置posList =new ArrayList<>();//顶点edgeList =new ArrayList<>();//边的列表for(int i = 0;i<=posSize;i++){ posList.add(new POS(-1));//初始化 hadVisted[i] =false;//初始化 }//添加边邻接表,添加一条从u到v的边 public void Add_Edge(int u, int v) { // 1 -> 4->3->2 Edge edge =new Edge(); edge.v =v; edge.next =posList.get(u).head; posList.get(u).head =top; edgeList.add(edge); top++; }3、图的搜索
深搜
深搜就是一个递归 1、从顶点 1 开始遍历,遍历到顶点 2,然后从顶点 2 开始遍历 2、由顶点 2 遍历到顶点 5,顶点 5 遍历到顶点 8
3、到顶点 8,没有路径回溯到顶点 5,然后回溯到顶点 2,遍历顶点 6, 由顶点 6 遍历到顶点 7
4、顶点 8 已遍历,回溯 6,然后回溯到 2,然后回溯到 1
5、遍历顶点 3,4
//深搜 public void dfsVist(int u){ for(int i = posList.get(u).head;i!=-1;i=edgeList.get(i).next){ Edge edge = edgeList.get(i); if(!hadVisted[edge.v]){ System.out.println("访问节点:"+edge.v); hadVisted[edge.v] =true; vist(edge.v); } } }广搜
广搜需要一个队列来辅助 从 1 开始将与 1 相连的 2,3,4 加入队列,同时 1 出列
从队列开头取出顶点 2,将与 2 相连的 5,6 加入队列,2 出列
取出 3,与 3 相连的都访问了,取出 4,3,4 出列,7 进入队列
取 5,将与 5 相连的 8 加入队列,5 出列
接下来取出 6,7,8,因为都访问过了,等列表为空,遍历结束
public void bfsVist(int u){ Queue queue = new LinkedList(); queue.add(u);//加入队列 System.out.println("访问节点="+u); while (!queue.isEmpty()){//直至列表为空 Integer p = (Integer) queue.poll();//取出列表里元素 for(int i = posList.get(p).head;i!=-1;i=edgeList.get(i).next){ Edge edge = edgeList.get(i); if(!hadVisted[edge.v]){ hadVisted[edge.v] =true; System.out.println("访问节点="+edge.v); queue.add((Integer)edge.v); } } } }- END -
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