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  • 浅析数据结构-图的基本概念

    线性表和树两类数据结构,线性表中的元素是“一对一”的关系,树中的元素是“一对多”的关系,本章所述的图结构中的元素则是“多对多”的关系。图(Graph)是一种复杂的非线性结构,在图结构中,每个元素都可以有零个或多个前驱,也可以有零个或多个后继,也就是说,元素之间的关系是任意的。

    一、图的定义与术语

    定义:图(Graph)是由顶点的有穷非空集合和顶点之间边的集合组成,通常表示为:G(V,E),其中,G表示一个图,V是图G中顶点的集合,E是图G中边的集合。

    1、图的分类

    图是按照无方向和有方向分为无向图和有向图。

    clip_image001

    左图为无向图是由顶点和边构成,右图为有向图是由顶点和弧(有向边构成)。弧有弧头和弧尾区别。

    按照边分为稀疏图和稠密图,这是个模糊的概念,同样是相对的概念。

    如果任意两个顶点之间都存在边叫完全图,有向的边叫有向完全图。如果无重复的边或者顶点到自身的边叫简单图。在用数学方式表示时,无向边用()表示,有向边用<>表示。现在我们讲解的图全是简单图。

    clip_image002

    左图没有重复的边或者到自身的边(简单图),右图则有。

    clip_image005

    这种边带权值的图叫网

    2.图的顶点和边间关系

    顶点的度:顶点关联边的数目。有向图图中有,入度:方向指向顶点的边;出度:方向背向顶点的边。在有向图中顶点的度就是两者之和。

    路径长度:路径上边或者弧的数目。

    clip_image006

    左图中,从B到D的路径度为2,在右图中就是3了(粗线的边)。

    右图中A的入度是2,出度是1;B的入度为0,出度是2.

    连通

    在无向图G中,任意两个顶点是相通的就是连通图。

    clip_image007

    左图不是连通图,AE之间没有连通。

    二、图的存储结构

    图的结构比价复杂,任意两个顶点之间都可能存在关系,不能用简单的顺序存储结构来表示。如果运用多重链表,即一个数据域多个指针域组成的结点表示图中一个结点,则造成大量存储单元浪费。

    1、邻接矩阵

    邻接矩阵用两个数组保存数据。一个一维数组存储图中顶点信息,一个二维数组存储图中边或弧的信息。

    clip_image009

    无向图中二维数组是个对称矩阵。

    特点:

    • 1、0表示无边,1表示有边

          2、顶点的度是行内数组之和。

          3、求取顶点邻接点,将行内元素遍历下。

      clip_image010

      有向图的邻接矩阵:有向图中讲究入度和出度,各行之和是出度,各列之和是入度。

      带权的图叫网,用邻接矩阵表示为:

      clip_image012

      邻接矩阵对于边数相对顶点较少的图,就是对存储空间极大的浪费。

      2、邻接表

      邻接表:数组和链表相结合的存储方法为邻接表。

    • 图中顶点用一个一维数组存储。
    • 图中每个顶点Vi的所有邻接点构成一个线性表。

      clip_image013

      从图中得知,顶点表的各个结点由data和Firstedge两个域表示,data是数据域,存储顶点信息,firstedge是指针域,指向边表的第一个结点,即顶点的第一个邻接点。边表结点由adjvex和next两个域组成。adjvex是邻接点域,存储某顶点的邻接点在顶点表中坐标,next存储边表中下一个结点指针。比如v1顶点与v2、v0互为邻接点,则在v1边表中,adjvex分别为0和2。

      有向图也可以用邻接表,出度表叫邻接表,入度表尾逆邻接表。

      clip_image014

      3、十字链表

      在邻接表中针对有向图,分为邻接表和逆邻接表,导致无法从一个表中获取图的入读和出度的情况,有人提出了十字链表。

      定点表:

      clip_image015

      其中firstin:入边表头指针,指向顶点入边表的第一个结点。

      firstout:出边表头指针,指向顶点出边表第一个结点。

      边表:

      clip_image016

      其中tailvex是指弧起点在顶点表的下标,headvex弧终点在顶点表的下标,headlink入边表指针域,指向终点相同的下一条边,taillink是指边表指针域,指向起点相同的下一条边。

      clip_image017

      4、邻接多重表

      邻接多重表结构如图:

      clip_image018

      ivex和jvex是与某条边依附的两个顶点在顶点表中的下标。ilink指向依附项点ivex的下一条边,jlink指向依附顶点jvex的下一条边。

      三 、代码实现

       Graphdata.h
    •  GraphData.cpp
       TestGraph

    http://www.cnblogs.com/polly333/p/4760275.html

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/Ph-one/p/7413274.html
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