邻接表无向图 之 Java详解

邻接表无向图的介绍

邻接表无向图是指通过邻接表表示的无向图。

上面的图G1包含了”A,B,C,D,E,F,G”共7个顶点，而且包含了”(A,C),(A,D),(A,F),(B,C),(C,D),(E,G),(F,G)”共7条边。

上图右边的矩阵是G1在内存中的邻接表示意图。每一个顶点都包含一条链表，该链表记录了”该顶点的邻接点的序号”。例如，第2个顶点(顶点C)包含的链表所包含的节点的数据分别是”0,1,3”；而这”0,1,3”分别对应”A,B,D”的序号，”A,B,D”都是C的邻接点。就是通过这种方式记录图的信息的。

邻接表无向图的代码说明

1. 基本定义

public class ListUDG {    // 邻接表中表对应的链表的顶点    private class ENode {        int ivex;       // 该边所指向的顶点的位置        ENode nextEdge; // 指向下一条弧的指针    }    // 邻接表中表的顶点    private class VNode {        char data;          // 顶点信息        ENode firstEdge;    // 指向第一条依附该顶点的弧    };    private VNode[] mVexs;  // 顶点数组    ...}

(01) ListUDG是邻接表对应的结构体。mVexs则是保存顶点信息的一维数组。
(02) VNode是邻接表顶点对应的结构体。 data是顶点所包含的数据，而firstEdge是该顶点所包含链表的表头指针。
(03) ENode是邻接表顶点所包含的链表的节点对应的结构体。 ivex是该节点所对应的顶点在vexs中的索引，而nextEdge是指向下一个节点的。

2. 创建矩阵

这里介绍提供了两个创建矩阵的方法。一个是用已知数据，另一个则需要用户手动输入数据。

2.1 创建图(用已提供的矩阵)

/* * 创建图(用已提供的矩阵) * * 参数说明： *     vexs  -- 顶点数组 *     edges -- 边数组 */public ListUDG(char[] vexs, char[][] edges) {    // 初始化"顶点数"和"边数"    int vlen = vexs.length;    int elen = edges.length;    // 初始化"顶点"    mVexs = new VNode[vlen];    for (int i = 0; i < mVexs.length; i++) {        mVexs[i] = new VNode();        mVexs[i].data = vexs[i];        mVexs[i].firstEdge = null;    }    // 初始化"边"    for (int i = 0; i < elen; i++) {        // 读取边的起始顶点和结束顶点        char c1 = edges[i][0];        char c2 = edges[i][1];        // 读取边的起始顶点和结束顶点        int p1 = getPosition(edges[i][0]);        int p2 = getPosition(edges[i][1]);        // 初始化node1        ENode node1 = new ENode();        node1.ivex = p2;        // 将node1链接到"p1所在链表的末尾"        if(mVexs[p1].firstEdge == null)          mVexs[p1].firstEdge = node1;        else            linkLast(mVexs[p1].firstEdge, node1);        // 初始化node2        ENode node2 = new ENode();        node2.ivex = p1;        // 将node2链接到"p2所在链表的末尾"        if(mVexs[p2].firstEdge == null)          mVexs[p2].firstEdge = node2;        else            linkLast(mVexs[p2].firstEdge, node2);    }}

该函数的作用是创建一个邻接表无向图。实际上，该方法创建的无向图，就是上面图G1。调用代码如下：

char[] vexs = {'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G'};char[][] edges = new char[][]{    {'A', 'C'},     {'A', 'D'},     {'A', 'F'},     {'B', 'C'},     {'C', 'D'},     {'E', 'G'},     {'F', 'G'}};ListUDG pG;pG = new ListUDG(vexs, edges);

2.2 创建图(自己输入)

/*  * 创建图(自己输入数据) */public ListUDG() {    // 输入"顶点数"和"边数"    System.out.printf("input vertex number: ");    int vlen = readInt();    System.out.printf("input edge number: ");    int elen = readInt();    if ( vlen < 1 || elen < 1 || (elen > (vlen*(vlen - 1)))) {        System.out.printf("input error: invalid parameters!\n");        return ;    }    // 初始化"顶点"    mVexs = new VNode[vlen];    for (int i = 0; i < mVexs.length; i++) {        System.out.printf("vertex(%d): ", i);        mVexs[i] = new VNode();        mVexs[i].data = readChar();        mVexs[i].firstEdge = null;    }    // 初始化"边"    //mMatrix = new int[vlen][vlen];    for (int i = 0; i < elen; i++) {        // 读取边的起始顶点和结束顶点        System.out.printf("edge(%d):", i);        char c1 = readChar();        char c2 = readChar();        int p1 = getPosition(c1);        int p2 = getPosition(c2);        // 初始化node1        ENode node1 = new ENode();        node1.ivex = p2;        // 将node1链接到"p1所在链表的末尾"        if(mVexs[p1].firstEdge == null)          mVexs[p1].firstEdge = node1;        else            linkLast(mVexs[p1].firstEdge, node1);        // 初始化node2        ENode node2 = new ENode();        node2.ivex = p1;        // 将node2链接到"p2所在链表的末尾"        if(mVexs[p2].firstEdge == null)          mVexs[p2].firstEdge = node2;        else            linkLast(mVexs[p2].firstEdge, node2);    }}

该函数是读取用户的输入，将输入的数据转换成对应的无向图。

邻接表无向图的完整源码

/** * Java: 邻接表表示的"无向图(List Undirected Graph)" * * @author skywang * @date 2014/04/19 */import java.io.IOException;import java.util.Scanner;public class ListUDG {    // 邻接表中表对应的链表的顶点    private class ENode {        int ivex;       // 该边所指向的顶点的位置        ENode nextEdge; // 指向下一条弧的指针    }    // 邻接表中表的顶点    private class VNode {        char data;          // 顶点信息        ENode firstEdge;    // 指向第一条依附该顶点的弧    };    private VNode[] mVexs;  // 顶点数组    /*      * 创建图(自己输入数据)     */    public ListUDG() {        // 输入"顶点数"和"边数"        System.out.printf("input vertex number: ");        int vlen = readInt();        System.out.printf("input edge number: ");        int elen = readInt();        if ( vlen < 1 || elen < 1 || (elen > (vlen*(vlen - 1)))) {            System.out.printf("input error: invalid parameters!\n");            return ;        }        // 初始化"顶点"        mVexs = new VNode[vlen];        for (int i = 0; i < mVexs.length; i++) {            System.out.printf("vertex(%d): ", i);            mVexs[i] = new VNode();            mVexs[i].data = readChar();            mVexs[i].firstEdge = null;        }        // 初始化"边"        //mMatrix = new int[vlen][vlen];        for (int i = 0; i < elen; i++) {            // 读取边的起始顶点和结束顶点            System.out.printf("edge(%d):", i);            char c1 = readChar();            char c2 = readChar();            int p1 = getPosition(c1);            int p2 = getPosition(c2);            // 初始化node1            ENode node1 = new ENode();            node1.ivex = p2;            // 将node1链接到"p1所在链表的末尾"            if(mVexs[p1].firstEdge == null)              mVexs[p1].firstEdge = node1;            else                linkLast(mVexs[p1].firstEdge, node1);            // 初始化node2            ENode node2 = new ENode();            node2.ivex = p1;            // 将node2链接到"p2所在链表的末尾"            if(mVexs[p2].firstEdge == null)              mVexs[p2].firstEdge = node2;            else                linkLast(mVexs[p2].firstEdge, node2);        }    }    /*     * 创建图(用已提供的矩阵)     *     * 参数说明：     *     vexs  -- 顶点数组     *     edges -- 边数组     */    public ListUDG(char[] vexs, char[][] edges) {        // 初始化"顶点数"和"边数"        int vlen = vexs.length;        int elen = edges.length;        // 初始化"顶点"        mVexs = new VNode[vlen];        for (int i = 0; i < mVexs.length; i++) {            mVexs[i] = new VNode();            mVexs[i].data = vexs[i];            mVexs[i].firstEdge = null;        }        // 初始化"边"        for (int i = 0; i < elen; i++) {            // 读取边的起始顶点和结束顶点            char c1 = edges[i][0];            char c2 = edges[i][1];            // 读取边的起始顶点和结束顶点            int p1 = getPosition(edges[i][0]);            int p2 = getPosition(edges[i][1]);            // 初始化node1            ENode node1 = new ENode();            node1.ivex = p2;            // 将node1链接到"p1所在链表的末尾"            if(mVexs[p1].firstEdge == null)              mVexs[p1].firstEdge = node1;            else                linkLast(mVexs[p1].firstEdge, node1);            // 初始化node2            ENode node2 = new ENode();            node2.ivex = p1;            // 将node2链接到"p2所在链表的末尾"            if(mVexs[p2].firstEdge == null)              mVexs[p2].firstEdge = node2;            else                linkLast(mVexs[p2].firstEdge, node2);        }    }    /*     * 将node节点链接到list的最后     */    private void linkLast(ENode list, ENode node) {        ENode p = list;        while(p.nextEdge!=null)            p = p.nextEdge;        p.nextEdge = node;    }    /*     * 返回ch位置     */    private int getPosition(char ch) {        for(int i=0; i<mVexs.length; i++)            if(mVexs[i].data==ch)                return i;        return -1;    }    /*     * 读取一个输入字符     */    private char readChar() {        char ch='0';        do {            try {                ch = (char)System.in.read();            } catch (IOException e) {                e.printStackTrace();            }        } while(!((ch>='a'&&ch<='z') || (ch>='A'&&ch<='Z')));        return ch;    }    /*     * 读取一个输入字符     */    private int readInt() {        Scanner scanner = new Scanner(System.in);        return scanner.nextInt();    }    /*     * 打印矩阵队列图     */    public void print() {        System.out.printf("List Graph:\n");        for (int i = 0; i < mVexs.length; i++) {            System.out.printf("%d(%c): ", i, mVexs[i].data);            ENode node = mVexs[i].firstEdge;            while (node != null) {                System.out.printf("%d(%c) ", node.ivex, mVexs[node.ivex].data);                node = node.nextEdge;            }            System.out.printf("\n");        }    }    public static void main(String[] args) {        char[] vexs = {'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G'};        char[][] edges = new char[][]{            {'A', 'C'},             {'A', 'D'},             {'A', 'F'},             {'B', 'C'},             {'C', 'D'},             {'E', 'G'},             {'F', 'G'}};        ListUDG pG;        // 自定义"图"(输入矩阵队列)        //pG = new ListUDG();        // 采用已有的"图"        pG = new ListUDG(vexs, edges);        pG.print();   // 打印图    }}

转载自：邻接表无向图(三)之 Java详解