鄰接表無向圖(三)之 Java詳解

前面分別介紹了鄰接表無向圖的C和C++實現，本文經過Java實現鄰接表無向圖。

目錄

1. 鄰接表無向圖的介紹
2. 鄰接表無向圖的代碼說明
3. 鄰接表無向圖的完整源碼

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鄰接表無向圖的介紹

鄰接表無向圖是指經過鄰接表表示的無向圖。

上面的圖G1包含了"A,B,C,D,E,F,G"共7個頂點，並且包含了"(A,C),(A,D),(A,F),(B,C),(C,D),(E,G),(F,G)"共7條邊。

上圖右邊的矩陣是G1在內存中的鄰接表示意圖。每個頂點都包含一條鏈表，該鏈表記錄了"該頂點的鄰接點的序號"。例如，第2個頂點(頂點C)包含的鏈表所包含的節點的數據分別是"0,1,3"；而這"0,1,3"分別對應"A,B,D"的序號，"A,B,D"都是C的鄰接點。就是經過這種方式記錄圖的信息的。

鄰接表無向圖的代碼說明

1. 基本定義

public class ListUDG {
    // 鄰接表中表對應的鏈表的頂點
    private class ENode {
        int ivex;       // 該邊所指向的頂點的位置
        ENode nextEdge; // 指向下一條弧的指針
    }

    // 鄰接表中表的頂點
    private class VNode {
        char data;          // 頂點信息
        ENode firstEdge;    // 指向第一條依附該頂點的弧
    };

    private VNode[] mVexs;  // 頂點數組

    ...
}

(01) ListUDG是鄰接表對應的結構體。mVexs則是保存頂點信息的一維數組。
(02) VNode是鄰接表頂點對應的結構體。 data是頂點所包含的數據，而firstEdge是該頂點所包含鏈表的表頭指針。
(03) ENode是鄰接表頂點所包含的鏈表的節點對應的結構體。 ivex是該節點所對應的頂點在vexs中的索引，而nextEdge是指向下一個節點的。

2. 建立矩陣

這裏介紹提供了兩個建立矩陣的方法。一個是用已知數據，另外一個則須要用戶手動輸入數據。

2.1 建立圖(用已提供的矩陣)

/*
 * 建立圖(用已提供的矩陣)
 *
 * 參數說明：
 *     vexs  -- 頂點數組
 *     edges -- 邊數組
 */
public ListUDG(char[] vexs, char[][] edges) {

    // 初始化"頂點數"和"邊數"
    int vlen = vexs.length;
    int elen = edges.length;

    // 初始化"頂點"
    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"邊"
    for (int i = 0; i < elen; i++) {
        // 讀取邊的起始頂點和結束頂點
        char c1 = edges[i][0];
        char c2 = edges[i][1];
        // 讀取邊的起始頂點和結束頂點
        int p1 = getPosition(edges[i][0]);
        int p2 = getPosition(edges[i][1]);
        // 初始化node1
        ENode node1 = new ENode();
        node1.ivex = p2;
        // 將node1連接到"p1所在鏈表的末尾"
        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;
        // 將node2連接到"p2所在鏈表的末尾"
        if(mVexs[p2].firstEdge == null)
          mVexs[p2].firstEdge = node2;
        else
            linkLast(mVexs[p2].firstEdge, node2);

    }
}

該函數的做用是建立一個鄰接表無向圖。實際上，該方法建立的無向圖，就是上面圖G1。調用代碼以下：

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 建立圖(本身輸入)

/* 
 * 建立圖(本身輸入數據)
 */
public ListUDG() {

    // 輸入"頂點數"和"邊數"
    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"頂點"
    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"邊"
    //mMatrix = new int[vlen][vlen];
    for (int i = 0; i < elen; i++) {
        // 讀取邊的起始頂點和結束頂點
        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;
        // 將node1連接到"p1所在鏈表的末尾"
        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;
        // 將node2連接到"p2所在鏈表的末尾"
        if(mVexs[p2].firstEdge == null)
          mVexs[p2].firstEdge = node2;
        else
            linkLast(mVexs[p2].firstEdge, node2);
    }
}

該函數是讀取用戶的輸入，將輸入的數據轉換成對應的無向圖。

鄰接表無向圖的完整源碼

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