今天来分享一下图,这是一种比较复杂的非线性数据结构,之所以复杂是因为他们的数据元素之间的关系是任意的,而不像树那样 被几个性质定理框住了,元素之间的关系还是比较明显的,图的使用范围很广的,比如网络爬虫,求最短路径等等,不过大家也不要胆怯,
越是复杂的东西越能体现我们码农的核心竞争力。
既然要学习图,得要遵守一下图的游戏规则。
一: 概念
图是由“顶点”的集合和“边”的集合组成。记作:G=(V,E);
<1> 无向图
就是“图”中的边没有方向,那么(V1,V2)这条边自然跟(V2,V1)是等价的,无向图的表示一般用”圆括号“。
<2> 有向图
“图“中的边有方向,自然<V1,V2>这条边跟<V2,V1>不是等价的,有向图的表示一般用"尖括号"表示。
<3> 邻接点
一条边上的两个顶点叫做邻接点,比如(V1,V2),(V1,V3),(V1,V5),只是在有向图中有一个“入边,出边“的
概念,比如V3的入边为V5,V3的出边为V2,V1,V4。
<4> 顶点的度
这个跟“树”中的度的意思一样。不过有向图中也分为“入度”和“出度”两种,这个相信大家懂的。
<5> 完全图
每两个顶点都存在一条边,这是一种完美的表现,自然可以求出边的数量。
无向图:edges=n(n-1)/2;
有向图:edges=n(n-1); //因为有向图是有边的,所以必须在原来的基础上"X2"。
<6> 子图
如果G1的所有顶点和边都在G2中,则G1是G2的子图,具体不说了。
<7> 路径,路径长度和回路(这些概念还是比较重要的)
路径: 如果Vm到Vn之间存在一个顶点序列。则表示Vm到Vn是一条路径。
路径长度: 一条路径中“边的数量”。
简单路径: 若一条路径上顶点不重复出现,则是简单路径。
回路: 若路径的第一个顶点和最后一个顶点相同,则是回路。
简单回路: 第一个顶点和最后一个顶点相同,其它各顶点都不重复的回路则是简单回路。
<8> 连通图和连通分量(针对无向图而言的)
连通图: 无向图中,任意两个顶点都是连通的则是连通图,比如V1,V2,V4之间。
连通分量: 无向图的极大连通子图就是连通分量,一般”连通分量“就是”图“本身,除非是“非连通图”,
如下图就是两个连通分量。
<9> 强连通图和强连通分量(针对有向图而言)
这里主要注意的是“方向性“,V4可以到V3,但是V3无法到V4,所以不能称为强连通图。
<10> 网
边上带有”权值“的图被称为网。很有意思啊,呵呵。
二:存储
图的存储常用的是”邻接矩阵”和“邻接表”。
邻接矩阵: 手法是采用两个数组,一个一维数组用来保存顶点信息,一个二维数组来用保存边的信息,
缺点就是比较耗费空间。
邻接表: 改进后的“邻接矩阵”,缺点是不方便判断两个顶点之间是否有边,但是相比节省空间。
三: 创建图
这里我们就用邻接矩阵来保存图,一般的操作也就是:①创建,②遍历
//保存边信息
public int[,] edges;
//深搜和广搜的遍历标志
public bool[] isTrav;
//顶点数量
public int vertexNum;
//边数量
public int edgeNum;
//图类型
public int graphType;
/// <summary>
/// 存储容量的初始化
/// </summary>
/// <param name="vertexNum"></param>
/// <param name="edgeNum"></param>
/// <param name="graphType"></param>
public MatrixGraph(int vertexNum, int edgeNum, int graphType)
{
this.vertexNum = vertexNum;
this.edgeNum = edgeNum;
this.graphType = graphType;
vertex = new string[vertexNum];
edges = new int[vertexNum, vertexNum];
isTrav = new bool[vertexNum];
}
}
#endregion
</div>
<1> 创建图很简单,让用户输入一些“边,点,权值"来构建一下图
var initData = Console.ReadLine().Split(',').Select(i => int.Parse(i)).ToList();
MatrixGraph graph = new MatrixGraph(initData[0], initData[1], initData[2]);
Console.WriteLine("请输入各顶点信息:");
&n