- 线性表是一对一,树是一对多,图是多对多的关系。
- 图中的数据元素我们称为顶点(相对于树中的结点),顶点集合不能为空,边集合可以为空。
- 无向图——只要图中有一条边是无向边(A,B)。
- 有向图——任意两顶点之间的边都是有向边(弧)<A,B>。
- 无向完全图——n个顶点中任意两顶点之间都存在边的无向图。边的总数是n*(n-1)/2。
- 有向完全图——n个顶点中任意两顶点之间都存在方向相反的有向边的有向图。边的总数是n*(n-1)。
- 权——与图的边相关的数字。这些权可以表示从一个顶点到另一个顶点的距离或耗费。
- 网——带权的图。如网络图中,各条边就是链路,链路都是有带权(距离或带宽)的。
- 子图——G=(V,{E}),G'=(V',{E'}),其中V'是V的子集,E'是E的子集,则称G'是G的子图(subgraph)。
- 顶点v的度degree——是和顶点v相连接的边的数目。对于有向图的顶点的度还分为出度和入度。
- 邻接点——同一条边的两个点互为邻接点。
- 路径——指从一个顶点到另一个顶点所经过的顶点的序列。树的路径唯一,但图的路径不唯一,所以有很多求最短路径的算法。在网络图中,路径又叫路由。
- 路径的长度——路径上的边或弧的数目。
- 回路或环——第一个顶点和最后一个顶点相同的路径。
- 简单路径——路径序列中没有重复出现的顶点。
- 简单回路——除了第一个和最后一个顶点相同外,其余的顶点都不相同。
- 连通图(connected graph)——无向图中任意两个顶点都有路径(即都是连通的)。
- 非连通图——存在两个顶点之间没有路径,即不连通。有n个顶点,但只有小于n-1条边,一定是非连通图。
- 连通分量——无向图中的极大连通子图。连通图本身即是,而非连通图中最大的连通子图即是。
- 强连通图——有向图中,任意两个顶点都存在双向连通的路径。有向图的非强连通图,对应有强连通分量。
- 生成树——一个连通图的极小连通子图,它含有图中全部的n个顶点,但只有足以构成一棵树的n-1条边(即去掉了环路)。不过n个顶点有n-1条边并不一定是生成树,比如一个非连通图中有一部分是个环路。因此生成树的前提一定是连通图。
- 有向树——一个有向图恰有一个顶点的入度为0(根结点),其余顶点的入度均为1。
- 生成森林——一个有向图的所有顶点,被分成若干颗不相交的有向树,这些有向树就组成了有向森林。
图的存储结构
- 因为顶点间多对多的关系,所以不能用简单的顺序结构数组来表示。
- 因为各个顶点的度不一致,所以不能用数据域+若干指针域的多重链表形式来表示,否则将造成很大的浪费。
- 图的存储结构有5种特别的。
1、邻接矩阵——重点关注顶点
2、邻接表——对邻接矩阵空间浪费的改进,重点关注顶点
3、十字链表——对有向图的邻接表进行改进,重点关注顶点
- 将展示出度的邻接表和展示入度的逆邻接表整合在一起。
4、邻接多重表——对无向图的邻接表进行改进,重点关注边
- 更关注边的操作,仿照十字链表。
- 邻接多重表与邻接表的差别:同一条边,在邻接表中要用两个结点表示,因此不便于删除一条边。然而在邻接多重表中,每个节点表示一条边,要删除边很简单。
5、边集数组——重点关注边,特别是与边的权值有关的最小生成树问题
图的遍历方式
1、深度优先搜索遍历DFS——类似于树的先序遍历,使用递归
2、广度优先搜索遍历BFS——类似于树的层序遍历,使用队列
总结分析两种遍历方式
寻找最小生成树——最小代价生成树
以最小的成本完成任务?
在一个带权值的图中,即网中,n个顶点找到n-1条边将他们连起来成为连通图,并且各边的权值总和最小,即为成本(代价)最小。类似的问题就是最小生成树问题。
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