邻接表

邻接表必要性:由于邻接矩阵无法存储带自身环和重边的图,所以有时不得不采用邻接表来存储图。

所谓邻接表:就是把从同一个顶点发出的边连接在同一个称为边链表的单链表中。边链表的每个结点代表一条边,成为边结点。每个边结点有两个域:该边终点的序号以及指向下一个边结点的指针。

存储顶点信息的数组称为顶点数组,在顶点数组中,每个元素有两个成员:一个成员用来存储顶点信息;另一个成员为该顶点的边链表的表头指针。

邻接表又称为出边表

逆邻接表又称为入边表;


例题:用邻接表存储有向图,并输出各顶点的出度和入度。

输入表述:包含多个测试数据,每个测试数据包含一个无权有向图,第一行为顶点数和边数,接下来m行,每行两个正整数,表示边的起点和终点。

 

#include<cstdio>
#include<iostream>
#include<cstring>
using namespace std;
#define MAXN 100
struct ArcNode///边结点
{
    int adjvex;///有向边的另一个邻接点的序号
    ArcNode *nextarc;///用来构造边链表的边结点指针
};
struct VNode///顶点
{
    int data;
    ArcNode *head1;///出边表的表头指针
    ArcNode *head2;///入边表的表头指针
};
struct LGraph///图的邻接表存储结构
{
    VNode vertexs[MAXN];///顶点数组
    int vexnum,arcnum;///顶点数和边数
};
LGraph lg;
void CreateLG()
{
    ArcNode *pi;
    int v1,v2;
    for(int i=0;i<lg.vexnum;i++)
    {
        lg.vertexs[i].head1=NULL;
        lg.vertexs[i].head2=NULL;
    }
    for(int i=0;i<lg.arcnum;i++)
    {
        scanf("%d%d",&v1,&v2);
        v1--;
        v2--;

        pi=new ArcNode;///插入链表(邻接表)
        pi->adjvex=v2;
        pi->nextarc=lg.vertexs[v1].head1;
        lg.vertexs[v1].head1=pi;

        pi=new ArcNode;///插入链表(逆邻接表)
        pi->adjvex=v1;
        pi->nextarc=lg.vertexs[v2].head2;
        lg.vertexs[v2].head2=pi;
    }
}

void DeleteLG()///释放图G邻接表各顶点的边链表中所有边结点所占的空间
{
    ArcNode *pi;
    for(int i=0;i<lg.vexnum;i++)
    {
        pi=lg.vertexs[i].head1;

        while(pi!=NULL)///释放空间
        {
            lg.vertexs[i].head1=pi->nextarc;
            delete pi;
            pi=lg.vertexs[i].head1;
        }

        pi=lg.vertexs[i].head2;

        while(pi!=NULL)
        {
            lg.vertexs[i].head2=pi->nextarc;
            delete pi;
            pi=lg.vertexs[i].head2;
        }
    }
}
int main()
{
    int id,od;
    ArcNode *pi;
    while(scanf("%d%d",&lg.vexnum,&lg.arcnum)!=EOF)
    {
          if(lg.vexnum==0) break;
         CreateLG();
        for(int i=0;i<lg.vexnum;i++)
        {
            od=0;
            pi=lg.vertexs[i].head1;
            while(pi!=NULL)
            {
                od++;
                pi=pi->nextarc;
            }
            if(i==0) printf("%d",od);
            else printf(" %d",od);
        }
            printf("\n");
            for(int i=0;i<lg.vexnum;i++)
            {
                id=0;
                pi=lg.vertexs[i].head2;
                while(pi!=NULL)
                {
                    id++;
                    pi=pi->nextarc;
                }
                if(i==0) printf("%d",id);
                else printf(" %d",id);
             }
             printf("\n");
             DeleteLG();///释放
      }
      return 0;
}


### 的邻接链表表示方法及实现示例 #### 邻接链表的基本概念 邻接链表是一种用于表示的数据结构,特别适用于稀疏(即边的数量远小于顶点数量平方的)。其核心思想是,对于中的每个顶点,使用一个链表来存储与该顶点相邻的其他顶点。每个链表中的节点表示从当前顶点出发的边的终点。这种方式能够高效地存储和遍历的边,同时节省存储空间[^1]。 在有向中,邻接链表仅记录从当前顶点出发的边的终点。例如,如果存在一条从顶点 A 到顶点 B 的边,则在顶点 A 的邻接链表中添加 B,但在顶点 B 的邻接链表中不会添加 A。 #### 邻接链表的实现 下面是一个使用 C++ 实现有向的邻接链表表示的示例。该实现包括以下几个组件: - `Graph`:表示整个有向。 - `Node`:表示中的一个顶点及其邻接链表。 - `AdjNode`:表示邻接链表中的一个节点。 ```cpp #include <iostream> using namespace std; // 邻接表中的节点 struct AdjNode { int dest; // 边的终点 AdjNode* next; // 指向下一个邻接节点的指针 AdjNode(int dest) : dest(dest), next(nullptr) {} }; // 的节点 struct Node { AdjNode* head; // 指向邻接表的头节点 Node() : head(nullptr) {} }; // 邻接表表示 class Graph { private: int numVertices; // 中的顶点数量 Node* adjListArray; // 邻接表数组 public: // 构造函数 Graph(int numVertices) { this->numVertices = numVertices; adjListArray = new Node[numVertices]; } // 添加边 void addEdge(int src, int dest) { // 创建新的邻接节点 AdjNode* newNode = new AdjNode(dest); newNode->next = adjListArray[src].head; adjListArray[src].head = newNode; } // 打印邻接表表示 void printGraph() { for (int i = 0; i < numVertices; ++i) { cout << "顶点 " << i << " 的邻接表: "; AdjNode* temp = adjListArray[i].head; while (temp) { cout << "-> " << temp->dest; temp = temp->next; } cout << endl; } } // 析构函数 ~Graph() { for (int i = 0; i < numVertices; ++i) { AdjNode* temp = adjListArray[i].head; while (temp) { AdjNode* next = temp->next; delete temp; temp = next; } } delete[] adjListArray; } }; int main() { Graph graph(5); // 创建一个包含5个顶点的 graph.addEdge(0, 1); graph.addEdge(0, 4); graph.addEdge(1, 2); graph.addEdge(1, 3); graph.addEdge(1, 4); graph.addEdge(2, 3); graph.addEdge(3, 4); graph.printGraph(); return 0; } ``` #### 代码解析 1. **数据结构定义**: - `AdjNode` 结构体表示邻接表中的一个节点,包含边的终点和指向下一个节点的指针。 - `Node` 结构体表示中的一个顶点,包含指向邻接表头节点的指针。 - `Graph` 类表示整个有向,包含顶点数量和邻接表数组。 2. **添加边**: - `addEdge` 方法用于在中添加一条从 `src` 到 `dest` 的边。该方法创建一个新的 `AdjNode` 节点,并将其插入到 `src` 的邻接表链表中。 3. **打印邻接表表示**: - `printGraph` 方法遍历的每个顶点,并打印其邻接表中的所有节点。 4. **内存管理**: - 析构函数 `~Graph` 负责释放中所有邻接表节点占用的内存,避免内存泄漏。 #### 邻接链表的优势 - **空间效率**:邻接链表在存储稀疏时比邻接矩阵更节省空间,因为它仅存储存在的边。 - **灵活性**:邻接链表能够轻松处理动态变化的,例如频繁添加或删除边的情况。 - **遍历效率**:对于的遍历操作(如深度优先搜索和广度优先搜索),邻接链表通常比邻接矩阵更高效,因为它直接提供了每个顶点的所有邻接节点。 #### 应用场景 邻接链表广泛应用于算法中,例如: - **最短路径算法**:如 Dijkstra 算法和 Bellman-Ford 算法。 - **最小生成树算法**:如 Prim 算法。 - **拓扑排序**:用于有向无环的排序。 - **网络流算法**:如 Ford-Fulkerson 算法。 #### 相关问题 1. 邻接矩阵和邻接链表在表示时的优缺点是什么? 2. 如何在邻接链表中实现的深度优先搜索? 3. 如何在邻接链表中实现的广度优先搜索? 4. 如何在邻接链表中添加带权重的边? 5. 如何在邻接链表中删除一条边?
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