邻接表无向图的Java语言实现完整源码

 更新时间:2017年12月08日 10:44:14   作者:Coding-lover   我要评论

这篇文章主要介绍了邻接表无向图的Java语言实现完整源码,具有一定借鉴价值,需要的朋友可以参考下。

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

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
	}
}

总结

以上就是本文关于邻接表无向图的Java语言实现完整源码的全部内容,希望对大家有所帮助。感兴趣的朋友可以继续参阅本站:

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