JAVA实现拓扑排序

折腾了很久才实现的拓扑排序，把代码和思路整理一下：

拓扑排序是用来对有向无环图进行排序的，和图的广度优先遍历类似，主要是利用队列把节点的入度为0（就是没有指向该节点的节点，只有从节点发出的）的元素入队，然后

1：将队首元素出队输出并寻找该元素的所有相邻元素的节点，

2：对这些节点的入度-1，并检查是否有入度减为0的，如有，则入队。

重复上述操作直到队列为空为止。

容易出问题的地方是图的建立，邻接矩阵的建立比较浪费内存，这里我是使用邻接表来建立的。这里采用两个类Vertex和Edge表示节点和边，每个Vertex的成员有一个String元素表示该节点的内容，一个Edge对象表示以该节点为起点的边，该边初始为null。每个Edge的成员有一个String元素表示该边指向的节点内容，一个Edge代表以该String元素为起点的另一条边，也就是利用链表将一个起点发出的边连接起来。

下面给出代码

import java.util.ArrayList;import java.util.LinkedList;import java.util.Queue;import java.util.Scanner;public class TopSort {Graph g ;public static void main(String[] args){Graph g = new Graph();TopSort ts = new TopSort(g);ts.topSort();}public TopSort(Graph g){this.g = g;g.buildGraph();}public void topSort(){Queue<Vertex> queue= new LinkedList<Vertex>(); int length = g.getLength(); for(int i=0;i<length;i++) { //首先把入度为0的所有节点入队 if(g.getEnterEdgeNumber(g.v[i])==0) { queue.add(g.v[i]);  }  }System.out.print("拓扑顺序为：");while(!queue.isEmpty()){//队首出列，并找到相邻节点Vertex ver = queue.poll();ArrayList<Vertex> al = g.getAdjacentVertex(ver);for(Vertex vertex: al){System.out.print(ver.from+" ");if(--vertex.indegree == 0)queue.add(vertex);}}}}class Graph {public Vertex[] v ;public  Edge[] e;public  int edgeNumber;public  int vertexNumber;//根据输入建立一个有向图public void buildGraph(){System.out.print("输入顶点数和边数：");Scanner s = new Scanner(System.in);vertexNumber = s.nextInt();edgeNumber = s.nextInt();System.out.println();//建立顶点数组 v = new Vertex[vertexNumber]; e = new Edge[edgeNumber];System.out.println("输入节点名称："); for(int i = 0;i < vertexNumber ;  i++) {  String name = s.next(); v[i] = new Vertex(name);// v[i].vIndex = i; }  for(int i = 0;i< edgeNumber ; i++){System.out.print("输入起点和终点:"); String startVertex = s.next();String endVertex = s.next();//找到起点的vertex索引值int vBeginIndex=findvIndex(startVertex),vEndIndex=findvIndex(endVertex);e[i]= new Edge(endVertex);//由终点建立到该终点的边v[vEndIndex].indegree++;//相应Vertex的入度+1//e[i].eIndex = i;e[i].nextEdge = v[vBeginIndex].first;//将该边的下一条边连接到以startVertex的所有边v[vBeginIndex].first = e[i];//将e作为v[startVertex]的第一条边}}public int getLength(){return v.length;}//返回一个包含相邻节点的ArrayListpublic ArrayList<Vertex> getAdjacentVertex(Vertex ver){int index ;ArrayList al = new ArrayList();//找到指向ver的相邻节点for(int j=0; j < v.length;j++){if(v[j].first != null )for(Edge e = v[j].first;e!=null;e= e.nextEdge)if(e.to.equals(ver.from)){al.add(v[j]);}}index = findvIndex(ver.from);//找到以ver为起点指向的相邻节点for(Edge e = v[index].first;e != null; e = e.nextEdge){al.add( v[findvIndex(e.to)] );}return al;}//返回一个节点的入度（有几个节点直接指向该节点）public int getEnterEdgeNumber(Vertex ver){int counter =0 ;for(int i =0;i<edgeNumber; i++){if(e[i].to.equals(ver.from))counter++;}return counter;}public int findvIndex(String s){int vIndex=-1;for(int j=0;j<v.length;j++){if(v[j].from.equals(s))vIndex = j;}return vIndex;}}/* * 表示图中的点，其成员有自身关键字和一条以该节点为起点的边 */class Vertex {//int vIndex;String from;//边的起点int indegree;//每个顶点的入度Edge first;//以from为起点的第一条边public Vertex(String from){this.from = from;first = null;this.indegree = 0;}}/* * 表示图中的点，其成员有自身关键字和一条以该节点为起点的边 */class Vertex {String from;//边的起点int indegree;//每个顶点的入度Edge first;//以from为起点的第一条边public Vertex(String from){this.from = from;first = null;this.indegree = 0;}}

运行结果：

输入顶点数和边数：6 7
输入节点名称：
A B C D E F
输入起点和终点:A C 
输入起点和终点:A D
输入起点和终点:A E
输入起点和终点:D F
输入起点和终点:F E
输入起点和终点:B E
输入起点和终点:C B
拓扑顺序为：A D C F B E