图的表示和存储结构

图的表示:两种表示方法 邻接矩阵和邻接表

无向图

有向图

图的权

连通图


图的存储结构

1、邻接矩阵存储

浪费邻接矩阵

2、邻接表存储

2.1、无向图的邻接表

2.2、有向图的邻接表

2.3、带权值的邻接表

代码

1、图的基本操作

package com.dn.dijstra;

import java.util.LinkedList;

public class Graph {
    private int vertexSize;//顶点数量
    
    public int getVertexSize() {
        return vertexSize;
    }


    public void setVertexSize(int vertexSize) {
        this.vertexSize = vertexSize;
    }

    private int [] vertexs;//顶点数组
    private int[][]  matrix;
    public int[][] getMatrix() {
        return matrix;
    }


    public void setMatrix(int[][] matrix) {
        this.matrix = matrix;
    }

    private static final int MAX_WEIGHT = 1000;
    private boolean [] isVisited;
    public Graph(int vertextSize){
        this.vertexSize = vertextSize;
        matrix = new int[vertextSize][vertextSize];
        vertexs = new int[vertextSize];
        for(int i = 0;i<vertextSize;i++){
            vertexs[i] = i;
        }
        isVisited = new boolean[vertextSize];
    }
    
    /**
     * 创建图的过程
     */
    public void createGraph(){
        int [] a1 = new int[]{0,1,5,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT};
        int [] a2 = new int[]{1,0,3,7,5,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT};
        int [] a3 = new int[]{5,3,0,MAX_WEIGHT,1,7,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT};
        int [] a4 = new int[]{MAX_WEIGHT,7,MAX_WEIGHT,0,2,MAX_WEIGHT,3,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT};
        int [] a5 = new int[]{MAX_WEIGHT,5,1,2,0,3,6,9,MAX_WEIGHT};
        int [] a6 = new int[]{MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,7,MAX_WEIGHT,3,0,MAX_WEIGHT,5,MAX_WEIGHT};
        int [] a7 = new int[]{MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,3,6,MAX_WEIGHT,0,2,7};
        int [] a8 = new int[]{MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,9,5,2,0,4};
        int [] a9 = new int[]{MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,7,4,0};
        
        matrix[0] = a1;
        matrix[1] = a2;
        matrix[2] = a3;
        matrix[3] = a4;
        matrix[4] = a5;
        matrix[5] = a6;
        matrix[6] = a7;
        matrix[7] = a8;
        matrix[8] = a9;
    }
    
    /**
     * 获取某个顶点的出度
     * @return
     */
    public int getOutDegree(int index){
        int degree = 0;
        for(int j = 0;j<matrix[index].length;j++){
            int weight = matrix[index][j];
            if(weight!=0&&weight!=MAX_WEIGHT){
                degree++;
            }
        }
        return degree;
    }
    
    
    
    /**
     * 入度
     * @return
     */
    
    /**
     * 获取某个顶点的第一个邻接点
     */
    public int getFirstNeighbor(int index){
        for(int j = 0;j<vertexSize;j++){
            if(matrix[index][j]>0&&matrix[index][j]<MAX_WEIGHT){
                return j;
            }
        }
        return -1;
    }
    
    /**
     * 根据前一个邻接点的下标来取得下一个邻接点
     * @param v1表示要找的顶点
     * @param v2 表示该顶点相对于哪个邻接点去获取下一个邻接点
     */
    public int getNextNeighbor(int v,int index){
        for(int j = index+1;j<vertexSize;j++){
            if(matrix[v][j]>0&&matrix[v][j]<MAX_WEIGHT){
                return j;
            }
        }
        return -1;
    }
    
    /**
     * 图的深度优先遍历算法
     */
    private void depthFirstSearch(int i){
        isVisited[i] = true;
        int w = getFirstNeighbor(i);//
        while(w!=-1){
            if(!isVisited[w]){
                //需要遍历该顶点
                System.out.println("访问到了:"+w+"顶点");
                depthFirstSearch(w);
            }
            w = getNextNeighbor(i, w);//第一个相对于w的邻接点
        }
    }
    
    /**
     * 对外公开的深度优先遍历
     */
    
    public void depthFirstSearch(){
        isVisited = new boolean[vertexSize];
        for(int i = 0;i<vertexSize;i++){
            if(!isVisited[i]){
                System.out.println("访问到了:"+i+"顶点");
                depthFirstSearch(i);
            }
        }
        isVisited = new boolean[vertexSize];
    }
    
    public void broadFirstSearch(){
        isVisited = new boolean[vertexSize];
        for(int i =0;i<vertexSize;i++){
            if(!isVisited[i]){
                broadFirstSearch(i);
            }
        }
    }
    
    /**
     * 实现广度优先遍历
     * @param i
     */
    private void broadFirstSearch(int i) {
        int u,w;
        LinkedList<Integer> queue = new LinkedList<Integer>();
        System.out.println("访问到:"+i+"顶点");
        isVisited[i] = true;
        queue.add(i);//第一次把v0加到队列
        while(!queue.isEmpty()){
            u = (Integer)(queue.removeFirst()).intValue();
            w = getFirstNeighbor(u);
            while(w!=-1){
                if(!isVisited[w]){
                    System.out.println("访问到了:"+w+"顶点");
                    isVisited[w] = true;
                    queue.add(w);
                }
                w = getNextNeighbor(u, w);
            }
        }
    }

/**
 * prim 普里姆算法
 */
    public void prim(){
        int [] lowcost = new int[vertexSize];//最小代价顶点权值的数组,为0表示已经获取最小权值
        int [] adjvex = new int[vertexSize];//放顶点权值
        int min,minId,sum = 0;
        for(int i = 1;i<vertexSize;i++){
            lowcost[i] = matrix[0][i];
        }
        for(int i = 1;i<vertexSize;i++){
            min = MAX_WEIGHT;
            minId = 0;
            for(int j = 1;j<vertexSize;j++){
                if(lowcost[j]<min&&lowcost[j]>0){
                    min = lowcost[j];
                    minId = j;
                }
            }
            System.out.println("顶点:"+adjvex[minId]+"权值:"+min);
            sum+=min;
            lowcost[minId] = 0;
            for(int j = 1;j<vertexSize;j++){
                if(lowcost[j]!=0&&matrix[minId][j]<lowcost[j]){
                    lowcost[j] = matrix[minId][j];
                    adjvex[j] = minId;
                }
            }
        }
        System.out.println("最小生成树权值和:"+sum);
    }
    
    /**
     * 图的广度优先搜索算法
     */
    
    /**
     * 获取两个顶点之间的权值
     * @return
     */
    public int getWeight(int v1,int v2){
        int weight = matrix[v1][v2];
        return weight == 0?0:(weight == MAX_WEIGHT?-1:weight);
    }
    
    
    public int[] getVertexs() {
        return vertexs;
    }

    public void setVertexs(int[] vertexs) {
        this.vertexs = vertexs;
    }

    public static void main(String [] args){
        Graph graph = new Graph(9);
        
        int [] a1 = new int[]{0,10,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,11,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT};
        int [] a2 = new int[]{10,0,18,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,16,MAX_WEIGHT,12};
        int [] a3 = new int[]{MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,0,22,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,8};
        int [] a4 = new int[]{MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,22,0,20,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,16,21};
        int [] a5 = new int[]{MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,20,0,26,MAX_WEIGHT,7,MAX_WEIGHT};
        int [] a6 = new int[]{11,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,26,0,17,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT};
        int [] a7 = new int[]{MAX_WEIGHT,16,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,17,0,19,MAX_WEIGHT};
        int [] a8 = new int[]{MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,16,7,MAX_WEIGHT,19,0,MAX_WEIGHT};
        int [] a9 = new int[]{MAX_WEIGHT,12,8,21,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,MAX_WEIGHT,0};
        
        graph.matrix[0] = a1;
        graph.matrix[1] = a2;
        graph.matrix[2] = a3;
        graph.matrix[3] = a4;
        graph.matrix[4] = a5;
        graph.matrix[5] = a6;
        graph.matrix[6] = a7;
        graph.matrix[7] = a8;
        graph.matrix[8] = a9;
        
//      int degree = graph.getOutDegree(4);
//      System.out.println("vo的出度:"+degree);
//      System.out.println("权值:"+graph.getWeight(2,3));
//      graph.depthFirstSearch();
//      graph.broadFirstSearch();
        graph.prim();
    }
}

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 196,099评论 5 462
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 82,473评论 2 373
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 143,229评论 0 325
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 52,570评论 1 267
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 61,427评论 5 358
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 46,335评论 1 273
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 36,737评论 3 386
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 35,392评论 0 254
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 39,693评论 1 294
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 34,730评论 2 312
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 36,512评论 1 326
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 32,349评论 3 314
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 37,750评论 3 299
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 29,017评论 0 19
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 30,290评论 1 251
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 41,706评论 2 342
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 40,904评论 2 335

推荐阅读更多精彩内容

  • 第一章 绪论 什么是数据结构? 数据结构的定义:数据结构是相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。 第二章...
    SeanCheney阅读 5,715评论 0 19
  • https://zh.visualgo.net/graphds 浅谈图形结构https://zh.visualgo...
    狼之独步阅读 4,079评论 0 0
  • 图是一种比线性表和树更复杂的数据结构,在图中,结点之间的关系是任意的,任意两个数据元素之间都可能相关。图是一种多对...
    Alent阅读 2,265评论 1 22
  • 发现身边有的小伙伴对于安装windows和linux双系统无从下手,另查看网上诸多博客的安装教程也是难以理解,故在...
    谦云上的飞鸟阅读 8,073评论 14 14