一、图的定义

1、图的介绍

图是一种网状数据结构,图是由非空集合和一个描述顶点之间关系的集合组成。定义形式如下:

Graph = (V,E)

V = {x|x属于某个数据对象} , V是具有相同特性的数据元素集合。

E ={<u,v>|P(u,v)^(u,v属于V)} , E是两个顶点之间关系的集合

图由顶点集V(G)和边集E(G)组成,记为G=(V,E)。其中E(G)是边的有限集合,边是顶点的无序对(无向图)或有序对(有向图)。

对有向图来说,E(G)是有向边(也称弧(Arc))的有限集合,弧是顶点的有序对,记为<v,w>,v、w是顶点,v为弧尾(箭头根部),w为弧头(箭头处)。

对无向图来说,E(G)是边的有限集合,边是顶点的无序对,记为(v, w)或者(w, v),并且(v, w)=(w,v)。

图的认识(遍历,最短路径)

2、加权图

图的认识(遍历,最短路径)

在图的应用中,图不但需要可以表现元素之间的关系。还需要边有一定的实际意义,如果图的每条边赋予相关的实数,称为权。

二、图的存储

1、邻接矩阵:

用二位数组 顺序结构 存储。

图的认识(遍历,最短路径)

图的认识(遍历,最短路径)

2、邻接表

用链表。链式存储结构

图的认识(遍历,最短路径)

三、图的遍历

图的认识(遍历,最短路径)

1、深度优先遍历(DFS)

结果:A B E F C D G H I

深度优先遍历,类似于树的先根遍历(可以采用递归遍历,也可以借助栈的非递归遍历)

2、广度优先遍历(BFS)

结果:A B C D E F G H I

广度优先遍历,类似于树的层次遍历(可以采用借助队列的非递归遍历)

3、最短路径

图的认识(遍历,最短路径)

1、最短路径(1)

  • 段数最少的最短路径:

    生活案例:地铁,公交,最少换乘

    解决方法:使用广度优先搜索即可

    类似于树的层次遍历,需要借助队列实现

2、最短路径(2)

  • 权值最小的最短路径:

    生活案例:时间最少,距离最近(这些都要取决于权值得含义)

    解决方法:使用迪克斯特拉算法

图的认识(遍历,最短路径)

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