java中图的构造与遍历

1、图的定义。

图分为两个部分组长，包括边和点。将点用边连接起来就形成了图。
图也分为有向图与无向图。有向图就是边会带上方向。指明从哪个点到哪个点，反之无向图指没有方向得边。更多的时候会给边加上值，在图中，我们称之为该边得权。有向图中，叫做，有向带权图。无向图中，叫做，无向带权图。

2、图的构造

图是由边和点组成。那么构造就从边和点开始。
边：
每条边得两端各对应一个点，边得大小。所以图得边构造类如下：

 /**
     * 图中的边
     */

    //边的左节点
    GraphNode leftNode;

    //边的右节点
    GraphNode rightNode;

    //边的权值
    int value;

    public GraphEdge(GraphNode leftNode,GraphNode rightNode,int value){
        this.leftNode = leftNode;
        this.rightNode = rightNode;
        this.value = value;
    }

点：

一个点可对应零条或者多条边。以及为了图得遍历，可对点设置boolean值。用来判断该点是否遍历过。点得构造类如下：

/**
     * 图的节点
     */
     int value;//节点得值
     boolean tf;//节点是否遍历过

     List<GraphEdge> edges;//该节点连接得边


     public GraphNode(int value,boolean tf){
         this.value = value;
         this.tf = tf;
     }

     public void addEdge(GraphEdge edge){
         if(edges == null){
             edges= new ArrayList<>();
         }
         edges.add(edge);
     }

3、图的遍历

遍历之前，先构造一个简单得图。构造代码如下：

	/**
     * 生成图
     */
    
    //存放点得集合
    List<GraphNode> nodeList = null;
    //初始化点
    public void initNode(int n ){
        if(nodeList == null){
            nodeList = new ArrayList<>();
        }

        GraphNode node = null;
        for(int i = 0; i < n ; i++){
            node = new GraphNode(i,false);
            nodeList.add(node);
        }
    }

    //初始化边
    public void initGraph(int n){
        initNode(n);
        GraphEdge edge01 = new GraphEdge(nodeList.get(0),nodeList.get(1),0);
        GraphEdge edge02 = new GraphEdge(nodeList.get(0),nodeList.get(2),0);
        GraphEdge edge13 = new GraphEdge(nodeList.get(1),nodeList.get(3),0);
        GraphEdge edge14 = new GraphEdge(nodeList.get(1),nodeList.get(4),0);
        GraphEdge edge25 = new GraphEdge(nodeList.get(2),nodeList.get(5),0);
        GraphEdge edge26 = new GraphEdge(nodeList.get(2),nodeList.get(6),0);
        GraphEdge edge37 = new GraphEdge(nodeList.get(3),nodeList.get(7),0);
        GraphEdge edge47 = new GraphEdge(nodeList.get(4),nodeList.get(7),0);
        GraphEdge edge56 = new GraphEdge(nodeList.get(5),nodeList.get(6),0);
        GraphEdge edge67 = new GraphEdge(nodeList.get(6),nodeList.get(7),0);

        nodeList.get(0).addEdge(edge01);
        nodeList.get(0).addEdge(edge02);
        nodeList.get(1).addEdge(edge13);
        nodeList.get(1).addEdge(edge14);
        nodeList.get(2).addEdge(edge25);
        nodeList.get(2).addEdge(edge26);
        nodeList.get(3).addEdge(edge37);
        nodeList.get(4).addEdge(edge47);
        nodeList.get(5).addEdge(edge56);
        nodeList.get(6).addEdge(edge67);

    }
    //获取所有点    
    public List<GraphNode> getNodeList() {
        return nodeList;
    }

构造完成之后进行图的遍历，可通过深度遍历与广度遍历完成
深度遍历可通过递归或栈完成。广度遍历可通过队列完成。
1、图得深度遍历-栈

 public void dfSearchTraversing(GraphNode node) {
        if (node == null) {
            return;
        }
        Stack<GraphNode> stack = new Stack<GraphNode>();//创建栈
        stack.push(node);//加入首节点
        while (!stack.isEmpty()) {
            GraphNode node1 = stack.pop();//弹出首节点
            node1.setTf(true);//设置标记，该节点已访问
            System.out.println("节点得值" + node1.getValue());
            List<GraphEdge> list = node1.getEdges();//根据节点获得关联得边
            if (list == null) {//该点无对应得边了
                continue;
            }
            for (int i = 0; i < list.size(); i++) {
                GraphEdge graphEdge = list.get(i);//获取每条边对应得另一端节点
                GraphNode temp = graphEdge.getRightNode();
                if (temp.getTf()) {//已访问过，就跳过该节点。
                    continue;
                }
                stack.push(temp);//将没访问过得节点加入栈中
            }
        }

    }

2、图得深度遍历-递归
对递归算法不太了解得可参考上篇博客博客地址。

 public void dfSearchTraversing(GraphNode node) {
        if (node == null || node.getTf()) { //判断节点是否为空，或者是否已经遍历过
            return;
        }
        node.setTf(true);//设置已遍历
        System.out.println("节点:"+node.getValue());
        List<GraphEdge> graphEdgeList = node.getEdges();//获取左节点的应得边
        if(graphEdgeList == null){
            return;
        }
        for(int i = 0; i < graphEdgeList.size(); i ++){
            GraphNode graphNode = graphEdgeList.get(i).getRightNode();//获取边得右节点
            if(graphNode.getTf()) {//判断是否已经遍历过
                continue;
            }
            dfSearchTraversing(graphNode);//递归调用
        }

    }

3、图得广度遍历-队列

public void bfSearchTraversing(GraphNode node) {
        if(node == null){
            return;
        }
        Queue<GraphNode> queue = new LinkedList<>();//创建队列
        queue.add(node);//加入第一个节点
        while(queue.isEmpty() == false){
            GraphNode node1 = queue.remove();//先进先出。移除节点
            node1.setTf(true);//设置该节点已遍历过
            System.out.println("值："+node1.getValue());
            List<GraphEdge> list = node1.getEdges();//获取点相关联得边
            if(list == null){
                continue;
            }
            for(int i = 0; i <list.size(); i++){
                GraphEdge graphEdge = list.get(i);//获取边对应得右节点
                GraphNode temp = graphEdge.getRightNode();
                if(temp.getTf()){//判断该节点是否已经遍历过
                    continue;
                }
                queue.add(temp);//加入到队列中
            }
        }
    }

个人记录，仅供参考。