Java实现简单图数据结构_java 图数据结构-优快云博客

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这篇博客介绍了如何在Java中实现图数据结构，包括邻接表的使用。同时，详细阐述了广度优先搜索(BFS)和深度优先搜索(DFS)的算法，BFS以自顶点开始，逐个访问邻居，而DFS优先选取最后一个被访问顶点的未访问邻居。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

图

所谓图(graph)，可定义为G =(V,E)。其中，集合V中的元素称为顶点(vertex)；集合E中的元素分别对应于V中的某一对顶点(u,v)，表示它们之间存在某种关系，故亦称作边(edge)。

图实现的Github链接，该版本使用邻接表实现图。

广度优先搜索

自顶点S的BFS搜索，将首先访问s；再依次访问s所有尚未访问到的邻居;再按后者被访问的先后次序，逐个访问它们的邻居；…；如此不断。在所有已访问到的顶点中，仍有邻居尚未访问者，构成所谓的波峰集(frontier)。于是，BFS搜索过程也可等效地理解为：反复从波峰集中找到最早被访问到顶点V，若其邻居均已访问到，则将其逐出波峰集；否则，随意选出一个尚未访问到的邻居，并将其加入到波峰集中。

//广度优先搜索（单个连通域）
    public int BFS(Vertex<T> v) {
        Vertex<T> u = null;
        LinkedList<Edge<T>> ll = null;
        Edge<T> e = null;
        //引入辅助队列
        LinkedList<Vertex<T>> q = new LinkedList<Vertex<T>>();
        //初始化起点
        q.add(v);
        v.setStatus(VStatus.DISCOVEREN);
        while(!q.isEmpty()) {
            v = q.poll();
            v.setdTime(++clock);
            ll = v.getEdgeList();
            //枚举v的所有邻居
            while(!ll.isEmpty()) {
                e = ll.poll();
                u = e.getEndVertex();
                if(u.getStatus() == VStatus.UNDISCOVEREN) {
                    u.setStatus(VStatus.DISCOVEREN);
                    q.add(u);
                    System.out.println(u.getLabel().toString());
                    e.setType(EType.TREE);
                } else {
                    e.setType(EType.CROSS);
                }
            }
            v.setStatus(VStatus.VISITED);
        }               
        return clock;
    }

深度优先搜索

优先选取最后一个被访问到的顶点的邻居

    //深度优先搜索
    public void dfs(Vertex<T> v) {
        int i = 0;
        clock = 0;          
        do {
            if(v.getStatus() == VStatus.UNDISCOVEREN)
                DFS(v);
            v = Vertexs.get(i++);
        } while (i < Vertexs.size());
    }


    private int DFS(Vertex<T> v) {

        Vertex<T> u = null;
        Edge<T> e = null;
        LinkedList<Edge<T>> edges = v.getEdgeList();

        v.setdTime(++clock);        
        v.setStatus(VStatus.DISCOVEREN);

        while(!edges.isEmpty()) {
            e = edges.poll();
            u = e.getEndVertex(); 
            switch (u.getStatus()) {
                case UNDISCOVEREN:
                    e.setType(EType.TREE);
                    DFS(u);
                    break;
                case DISCOVEREN:
                    e.setType(EType.BACKWARD);
                    break;
                default:
                    if(v.getdTime()<u.getdTime()) {
                        e.setType(EType.FORWARD);
                    } else {
                        e.setType(EType.CROSS);
                    }
                    break;
            }
        }       
        v.setStatus(VStatus.VISITED);
        v.setfTime(++clock);
        System.out.println(v.getLabel().toString() +" dTime = "+ v.getdTime()+" fTime = "+v.getfTime());
        return clock;
    }