数据结构-图-章节1

Posted by franki on March 6, 2021

章节1 图的存储方式完全攻略

数据之间的关系有一对一,一对多,多对多,前两种关系可以用链表和树来存储,多对多这种关系需要用到新的数据结构-图来存储

图1 图1 无向图

可以看到v1 与 v3 v4 v2都有关系,v4与v3 v1有关系

图中存储的各个数据元素被称为顶点。如上有v1 v2 v3 v4四个顶点

图2 图2 有向图 图2的各个顶点之间的关系并不是双向的。比如v3 只与v4有关系,v4只与v1存在联系。

图的基本概念

弧头与弧尾 有向图中,无箭头的一端被称为弧尾,箭头的一端称为弧头

入度与出度 箭头指向顶点称为顶点的入度,远离顶点称为顶点的出度 无向图中v1与v2可以表示为(v1, v2), 有向图中v1 与 v2 的关系可以表示为<v1, v2> 图中存储结构中的顶点之间的关系用线来表示,因此(v1, v2)还可以表示无向图中连接v1 v2的线,又被称作边。图2中<v1, v2>也可以用来表示有向图中从v1到v2带方向的线,又被称为弧。

集合VR 图中习惯用VR来表示图中所有顶点之间关系的集合。例如图1中VR={(v1, v2), (v1, v4), (v1, v3), (v3, v4)},图2 中 VR={<v1, v2>, <v1, v3>, <v3, v4>, <v4, v1>}

路径与回路 无论无向图还是有向图,从一个顶点到另一个顶点途径的所有顶点组成的序列(包含这两个顶点),称为一条路径。如果路径中的第一个顶点和最后一个顶点相同,则此路径称为回路。

权和网的含义 图中的每条边会赋予一个实数来表示一定的含义,这种与边相匹配的实数称为权,而带权的图通常称为网。

图3 图3 带权的图

图存储接头的分类

根据不同的特征,图可以分为完全图,连通图,稀疏图,稠密图。

完全图:图中的各个顶点都与除自身之外的其他顶点都有关系,这样的无向图称为完全图。同时,满足此条件的有向图则称为有向完全图

图4

具有n个顶点的完全图,图中边的数量为n(n-1)/2;而对于具有n个顶点的有向完全图,图中弧的数量为n(n-1)

稀疏图与稠密图:这两种图是相对存在的,即如果图中具有很少的边,此图称为稀疏图;反之,称为稠密图。

稀疏与稠密的判断条件:e < nlogn,其中e表示图中边的数量,n表示图中顶点的数量。如果式子成立,则为稀疏图;反之称为稠密图