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发布于 2024-05-26 / 7 阅读
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数据结构/图:图介绍

图是什么

图(Graph)是一种非线性的数据结构,它由一组节点(Vertex或Node)和一组边(Edge)组成。节点表示图中的对象,边表示节点之间的关系。一个节点可以和其他多个节点通过边相连,这些节点被称为该节点的邻居节点。

图可以用来表示各种不同的实体,比如社交网络中的用户和关注关系、地图中的城市和道路、电路中的器件和连线等等。图的基本概念包括无向图和有向图、带权图和不带权图、稠密图和稀疏图等等。

无向图中的边没有方向,可以双向传递信息;有向图中的边有方向,只能单向传递信息。带权图中的边带有权重,可以用来表示不同节点之间的距离、花费等信息;不带权图中的边权重均为1,只表示节点之间的关系。稠密图中节点之间的边比较多,稀疏图中节点之间的边比较少。

图的基本操作包括节点的添加和删除、边的添加和删除以及遍历等。图的遍历方式包括深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS)等。在深度优先搜索中,从起始节点开始,依次访问其邻居节点,直到到达终止节点或所有节点都被访问;在广度优先搜索中,从起始节点开始,先访问所有邻居节点,然后再访问邻居节点的邻居节点,依此类推,直到到达终止节点或所有节点都被访问。

图可以使用邻接矩阵或邻接表等方式来实现。邻接矩阵是一个二维数组,其中数组元素表示节点之间的关系,可以快速访问两个节点之间的关系,但是空间复杂度高;邻接表是由一个数组和若干链表组成,数组中的每个元素对应一个节点,链表中存储节点的邻居节点的信息,空间复杂度较低,但是访问两个节点之间的关系比较耗时。