数据结构-图的进阶应用

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一、数组表示法(邻接矩阵):

图没有顺序存储结构,但可以借助二维数组来表示元素间的关系

(1)建立一个顶点表(记录各个顶点信息)和一个邻接矩阵(表示各个顶点之间关系)。

(2)设图A=(V, E)有n个顶点,则谢顶点表

i 0 1 2 ... n-1
Vexs[i] V1 V2 V3 ... Vn

(3)图的邻接矩阵是一个二维数组 A.arcs[n][n],定义为:

                 { 1,如果<i,j> 属于 E 或者(i,j)属于E

A.arcs(ij)=

                 { 0,否则

1.无向图的邻接矩阵表示法

邻接矩阵A.arcs[i][j]

V1 V2 V3 V4 V5
V1 0 1 0 1 0
V2 1 0 1 0 1
V3 0 1 0 1 1
V4 1 0 1 0 0
V5 0 1 1 0 0

无向图的邻接矩阵的特点

1.无向图的邻接矩阵是对称的。

2.顶点i的=第 /行 (列) 中1 的个数。

3.完全图的邻接矩阵中,对角元素为0,其余1。

2.有向图的邻接矩阵表示法

邻接矩阵

V1 V2 V3 V4
V1 0 1 1 0
V2 0 0 0 0
V3 0 0 0 1
V4 1 0 0 0

有向图的邻接矩阵的特点

(1)有向图的邻接矩阵可能是不对称的。

(2)顶点的出度=第i行元素之和

(3)顶点的入度=第i列元素之和

(4)顶点的度=第i行元素之和+第i列元素之和

注意:

第 i 行含义:出度边

第 i 列含义:入度边

3.网(即有权图)的邻接矩阵表示法

                                  { Wij < vi, vj > 或 (vi,vj) 属于VR

定义为:A. arcs[i][j]=

                                   { ∞ 无边(弧)

邻接矩阵

V1 V2 V3 V4 V5 V6
V1 无穷 5 无穷 7 无穷 无穷
V2 无穷 无穷 4 无穷 无穷 无穷
V3 8 无穷 无穷 无穷 9
V4 无穷 无穷 5 无穷 无穷 6
V5 无穷 无穷 无穷 5 无穷 无穷
V6 3 无穷 无穷 无穷 无穷 无穷

4.邻接矩阵的存储表示:

用两个数组分别存储顶点表和邻接矩阵
#define MVNum 100               //最大顶点数

typedef char VerTexType;       //设顶点的数据类型为字符型

typedef int ArcType;                //假设边的权值类型为整型

typedef struct

{
VerTexType vexs[MVNum];                          //顶点表

ArcType arcs[MVNum][MVNum];                 //邻接矩阵

int vexnum, arcnum;                                    //图的当前点数和边数
}

JAMGraph;                                                  // Adjacency Matrix Gra

采用邻接矩阵表示法创建无向网

Status CreateUDN(AMGraph &G)

{                                                                //采用邻接矩阵表示法,创建无向网

Gcin>>G.vexnum>>G.arcnum;                //输入总顶点数,总边数

for(i = 0; i<G.vexnum; ++i)

cin>>G.vexs[i];                                        //依次输入点的信息

for(i = 0; i<G.vexnum;++i)                       //初始化邻接矩阵

for(j = 0; j<G.vexnum;+ +j)

G.arcs[i][j] = MaxInt;                               //边的权值均置为极大值
 

for(k =0; k<G.arcnum;++k)

{                                                             //构造邻接矩阵

cin>>v1>>v2>>W;                                //输入一条边所依附的顶点及边的权值

i = LocateVex(G, 1);

j= LocateVex(G, v2);                            //确定v1和v2在G中的位置

G.arcs[i][j]= w;                                     //边<v1,v2>的权值置为w

G.arcs[j][i]= G.arcs[i][j];                      //置<v1,v2>的对称边<v2,v1>的权值为w

}                                                         //for

return OK;

}                                                       //CreateUDN

5.邻接矩阵的优缺点

优点

(1)直观、简单、好理解


(2)方便检查任意一对顶点间是否存在边

(3)方便找任一顶点的所有“邻接点”(有边直接相连的顶点)


(4)方便计算任一顶点的“度”(从该点发出的边数为“出度”,指向该点的边数为“入度”)

         无向图:对应行(或列)非0元素的个数

         有向图:对应行非0元素的个数是“出度对应列非0元素的个数是“入度”

缺点

(1)不便于增加和删除顶点


(2)浪费空间:传稀疏图点很多而边很少)有大量无效元素

             (特别是完全图)还是很合算的对稠密图

(3)浪费时间:统计稀疏图中一共有多少条边

链式储结构:

1.邻接表表示法(链式)

顶点:
按编号顺序将顶点数据存储在一维数组中

关联同一顶点的边(以顶点为尾的弧)

用线性链表存储

头结点

数据元素 指针(第一个边结点指针)

表结点

连接的顶点 下一个边结点

链域

指示下一条边或弧

2.无向图邻接表特点:


(1)邻接表不唯一
(2)若无向图中有 n个顶点、e条边,则其邻接表需 几个头结点和2e个
表结点。适宜存储稀疏图

3.有向图邻接表特点:

(1)顶点 V i 的出度为第i个单链表中的结点个数。
(2)顶点 Vi的入度为整个单链表中邻接点域值是 i-1 的结点个数。
(3)顶点 Vi的入度为第i个单链表中的结点个数。
(4)顶点 Vi的出度为整个单链表中邻接点域值是 i-1 的结点个数。


 


总结

以上内容为大家介绍了图的应用方法和技巧。感谢各位的耐心观看,如果以上内容对大家学习有所帮助的话,希望大家可以点赞支持一下!

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