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图的定义与相关概念

作者:野牛程序员:2023-09-07 17:46:05数据结构阅读 2219

图的定义与相关概念

  1. 结点(Vertex):图中的基本单元,通常表示某个实体或对象。结点也被称为顶点。

  2. 边(Edge):结点之间的连接关系,可以是有向的(从一个结点到另一个结点有方向)或无向的(没有方向)。

  3. 有向图(Directed Graph):图中的边有方向,从一个结点指向另一个结点。

  4. 无向图(Undirected Graph):图中的边没有方向,结点之间的关系是双向的。

  5. 权重(Weight):与图的边关联的数值,表示两个结点之间的距离、成本或其他度量。

  6. 路径(Path):图中的一系列结点,这些结点通过边相连,形成一个序列。

  7. 连通图(Connected Graph):在无向图中,如果任意两个结点之间都存在路径,那么该图被称为连通图。

  8. 强连通图(Strongly Connected Graph):在有向图中,如果对于任意两个结点 u 和 v,都存在从 u 到 v 和从 v 到 u 的路径,那么该图被称为强连通图。

  9. 孤立结点(Isolated Vertex):在图中,如果一个结点没有与之相连的边,则该结点被称为孤立结点。

图的表示与存储

  1. 邻接矩阵(Adjacency Matrix):邻接矩阵是一个二维数组,其中的元素表示结点之间的边的存在或权重。对于无向图,矩阵是对称的。对于有向图,矩阵可能不对称。如果图中有很多无关结点,邻接矩阵可能会变得很稀疏。

  2. 邻接列表(Adjacency List):邻接列表是一种用链表或数组表示图的方法。每个结点都关联一个包含其相邻结点的列表。这种表示方法在稀疏图中非常有效,因为它节省了存储空间。

  3. 关联矩阵(Incidence Matrix):关联矩阵是一个二维数组,其中的行代表结点,列代表边。元素表示结点和边之间的关系,通常是0(不相关)或1(相关)。这种表示方法适用于有向图和无向图,但在稀疏图中可能会浪费空间。

  4. 边列表(Edge List):边列表是一种简单的表示方法,其中只列出了图中的边,每个边都包含起始结点和目标结点以及可能的权重。这种表示方法适用于稀疏图。

  5. 字典表示(Dictionary Representation):这是一种灵活的表示方法,使用字典(或哈希表)来存储结点和它们的相邻结点。这种表示方法可以轻松地添加和删除结点,适用于动态图。


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