深度理解鏈式前向星

先寫下自己的理解,前向星類似鏈表的頭插法。


下面是轉載自ACdreamer大神的http://blog.csdn.net/acdreamers/article/details/16902023


我們首先來看一下什麼是前向星.


前向星是一種特殊的邊集數組,我們把邊集數組中的每一條邊按照起點從小到大排序,如果起點相同就按照終點從小到大排序,

並記錄下以某個點爲起點的所有邊在數組中的起始位置和存儲長度,那麼前向星就構造好了.


用len[i]來記錄所有以i爲起點的邊在數組中的存儲長度.

用head[i]記錄以i爲邊集在數組中的第一個存儲位置.


那麼對於下圖:





我們輸入邊的順序爲:


1 2

2 3

3 4

1 3

4 1

1 5

4 5


那麼排完序後就得到:


編號:     1      2      3      4      5      6      7

起點u:    1      1      1      2      3      4      4

終點v:    2      3      5      3      4      1      5


得到:


head[1] = 1    len[1] = 3

head[2] = 4    len[2] = 1

head[3] = 5    len[3] = 1

head[4] = 6    len[4] = 2


但是利用前向星會有排序操作,如果用快排時間至少爲O(nlog(n))



如果用鏈式前向星,就可以避免排序.


我們建立邊結構體爲:


struct Edge

{

     int next;

     int to;

     int w;

};


其中edge[i].to表示第i條邊的終點,edge[i].next表示與第i條邊同起點的下一條邊的存儲位置,edge[i].w爲邊權值.


另外還有一個數組head[],它是用來表示以i爲起點的第一條邊存儲的位置,實際上你會發現這裏的第一條邊存儲的位置其實

在以i爲起點的所有邊的最後輸入的那個編號.


head[]數組一般初始化爲-1,對於加邊的add函數是這樣的:


[cpp] view plain copy
 在CODE上查看代碼片派生到我的代碼片
  1. void add(int u,int v,int w)  
  2. {  
  3.     edge[cnt].w = w;  
  4.     edge[cnt].to = v;  
  5.     edge[cnt].next = head[u];  
  6.     head[u] = cnt++;  
  7. }  

初始化cnt = 0,這樣,現在我們還是按照上面的圖和輸入來模擬一下:


edge[0].to = 2;     edge[0].next = -1;      head[1] = 0;

edge[1].to = 3;     edge[1].next = -1;      head[2] = 1;

edge[2].to = 4;     edge[2],next = -1;      head[3] = 2;

edge[3].to = 3;     edge[3].next = 0;       head[1] = 3;

edge[4].to = 1;     edge[4].next = -1;      head[4] = 4;

edge[5].to = 5;     edge[5].next = 3;       head[1] = 5;

edge[6].to = 5;     edge[6].next = 4;       head[4] = 6;


很明顯,head[i]保存的是以i爲起點的所有邊中編號最大的那個,而把這個當作頂點i的第一條起始邊的位置.


這樣在遍歷時是倒着遍歷的,也就是說與輸入順序是相反的,不過這樣不影響結果的正確性.

比如以上圖爲例,以節點1爲起點的邊有3條,它們的編號分別是0,3,5   而head[1] = 5


我們在遍歷以u節點爲起始位置的所有邊的時候是這樣的:


for(int i=head[u];~i;i=edge[i].next)


那麼就是說先遍歷編號爲5的邊,也就是head[1],然後就是edge[5].next,也就是編號3的邊,然後繼續edge[3].next,也

就是編號0的邊,可以看出是逆序的.

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