數據結構Java11【圖結構概述、圖遍歷原理(BFS\DFS)、圖遍歷代碼實現】

學習地址:https://www.bilibili.com/video/BV1Zt411o7Rn【數據結構與算法基礎-java版】

🚀數據結構--Java專欄:https://blog.csdn.net/weixin_44949135/category_10103369.html🚀
筆記01【01-09https://blog.csdn.net/weixin_44949135/article/details/106742935【概述、數組基本使用】【源碼、課件】
筆記02【10-18https://blog.csdn.net/weixin_44949135/article/details/106746038【棧、隊列、單鏈表、鏈表、遞歸】
筆記03【19-27https://blog.csdn.net/weixin_44949135/article/details/106784224【八大排序算法】
筆記04【28-33https://blog.csdn.net/weixin_44949135/article/details/106823785【樹結構概述、二叉樹】
筆記05【34-39https://blog.csdn.net/weixin_44949135/article/details/106832176【順序存儲二叉樹、堆排、線索二叉樹】
筆記06【40-48https://blog.csdn.net/weixin_44949135/article/details/106843814【赫夫曼樹、解碼、壓縮&解壓文件】
筆記07【49-54https://blog.csdn.net/weixin_44949135/article/details/106886659【二叉排序樹】
筆記08【55-57https://blog.csdn.net/weixin_44949135/article/details/106896570【平衡二叉樹(AVL)】
筆記09【58-60https://blog.csdn.net/weixin_44949135/article/details/106852286【計算機數據存儲原理、2-3樹、B樹】
筆記10【61-63https://blog.csdn.net/weixin_44949135/article/details/106936504【哈希表、散列函數設計、解決衝突】
筆記11【64-67https://blog.csdn.net/weixin_44949135/article/details/106939350【圖概述、圖遍歷(DFS、BFS)】

目   錄

P64 6.1 圖結構概述

P65 6.2 圖結構代碼實現

P66 6.3 圖的遍歷原理

1、深度優先搜索---DFS(棧)

2、廣度優先搜索---BFS(隊列)

P67 6.4 圖的遍歷代碼實現

1、Vertex.java

2、Graph.java

3、TestGraph.java

4、MyStack.java


P64 6.1 圖結構概述

P65 6.2 圖結構代碼實現

鄰接矩陣:用數字標識頂點之間是否連通。

P66 6.3 圖的遍歷原理

1、深度優先搜索---DFS(棧)

從第一個節點(比如:節點A)開始遍歷,找下一個鄰接節點,看其通不通。

A作爲出發點,一個點一個點地遍歷

2、廣度優先搜索---BFS(隊列)

將棧替換爲隊列(先進先出)。   波紋---一圈圈地搜索。

A進隊列,從A開始往後找,找到B【從隊列頭A(出隊方向)開始找下一個】

A找到C,C入棧

再從A開始往後找,D\E不通,A出隊列,

看B與哪些節點連通->D(C已被訪問)

再從B開始往後找,無未連通節點,B出隊列;

再從C開始往後找,無未連通節點,C出隊列;

再從D開始往後找,無未連通節點,D出隊列;

再從E開始往後找,無未連通節點,E出隊列;

BFS遍歷完畢!

P67 6.4 圖的遍歷代碼實現

1、Vertex.java

package demo14;

public class Vertex {// 頂點類

	private String value;
	//該節點是否遍歷過-默認值false
	public boolean visited;

	public String getValue() {
		return value;
	}

	public void setValue(String value) {
		this.value = value;
	}

	public Vertex(String value) {
		super();
		this.value = value;
	}

	@Override
	public String toString() {
		return value;
	}

}

2、Graph.java

package demo14;

import demo2.MyStack;

public class Graph {// 圖
	private Vertex[] vertex;// 頂點數組
	private int currentSize;
	public int[][] adjMat;
	private MyStack stack = new MyStack();
	private int currentIndex;// 當前遍歷的下標

	public Graph(int size) {
		vertex = new Vertex[size];
		adjMat = new int[size][size];
	}

	/**
	 * 向圖中加入一個頂點
	 * 
	 * @param v
	 */
	public void addVertex(Vertex v) {
		vertex[currentSize++] = v;
	}

	public void addEdge(String v1, String v2) {
		// 找出兩個頂點的下標
		int index1 = 0;
		for (int i = 0; i < vertex.length; i++) {
			if (vertex[i].getValue().equals(v1)) {
				index1 = i;
				break;
			}
		}
		int index2 = 0;
		for (int i = 0; i < vertex.length; i++) {
			if (vertex[i].getValue().equals(v2)) {
				index2 = i;
				break;
			}
		}
		adjMat[index1][index2] = 1;
		adjMat[index2][index1] = 1;
	}

	/**
	 * 深度優先搜索算法遍歷圖
	 */
	public void dfs() {
		// 把第0個頂點標記爲已訪問狀態
		vertex[0].visited = true;
		// 把第0個頂點的下標。
		stack.push(0);
		// 打印頂點的值
		System.out.println(vertex[0].getValue());
		// 遍歷
		out: while (!stack.isEmpty()) {
			for (int i = currentIndex + 1; i < vertex.length; i++) {
				// 如果和下一個遍歷的元素是通的
				if (adjMat[currentIndex][i] == 1 && vertex[i].visited == false) {
					// 把下一個元素壓入棧中
					stack.push(i);
					vertex[i].visited = true;
					System.out.println(vertex[i].getValue());
					continue out;
				}
			}
			// 彈出棧頂元素
			stack.pop();
			// 修改當前位置爲棧頂元素的位置
			if (!stack.isEmpty()) {
				currentIndex = stack.pick();
			}
		}
	}

}

3、TestGraph.java

package demo14;

import java.util.Arrays;

public class TestGraph {

	public static void main(String[] args) {
		Vertex v1 = new Vertex("A");
		Vertex v2 = new Vertex("B");
		Vertex v3 = new Vertex("C");
		Vertex v4 = new Vertex("D");
		Vertex v5 = new Vertex("E");
		Graph g = new Graph(5);
		g.addVertex(v1);
		g.addVertex(v2);
		g.addVertex(v3);
		g.addVertex(v4);
		g.addVertex(v5);

		// 增加邊
		g.addEdge("A", "C");
		g.addEdge("B", "C");
		g.addEdge("A", "B");
		g.addEdge("B", "D");
		g.addEdge("B", "E");

		for (int[] a : g.adjMat) {
			System.out.println(Arrays.toString(a));
		}
		// 深度優先遍歷
		g.dfs();
	}

}

4、MyStack.java

package demo2;

public class MyStack {

	// 棧的底層我們使用數組來存儲數據
	int[] elements;

	public MyStack() {
		elements = new int[0];
	}

	// 壓入元素
	public void push(int element) {
		// 創建一個新的數組
		int[] newArr = new int[elements.length + 1];
		// 把原數組中的元素複製到新數組中
		for (int i = 0; i < elements.length; i++) {
			newArr[i] = elements[i];
		}
		// 把添加的元素放入新數組中
		newArr[elements.length] = element;
		// 使用新數組替換舊數組
		elements = newArr;
	}

	// 取出棧頂元素
	public int pop() {
		// 棧中沒有元素
		if (elements.length == 0) {
			throw new RuntimeException("stack is empty");
		}
		// 取出數組的最後一個元素
		int element = elements[elements.length - 1];
		// 創建一個新的數組
		int[] newArr = new int[elements.length - 1];
		// 原數組中除了最後一個元素的其它元素都放入新的數組中
		for (int i = 0; i < elements.length - 1; i++) {
			newArr[i] = elements[i];
		}
		// 替換數組
		elements = newArr;
		// 返回棧頂元素
		return element;
	}

	// 查看棧頂元素
	public int pick() {
		// 棧中沒有元素
		if (elements.length == 0) {
			throw new RuntimeException("stack is empty");
		}
		return elements[elements.length - 1];
	}

	// 判斷棧是否爲空
	public boolean isEmpty() {
		return elements.length == 0;
	}

}

🚀完結撒花~      *★,°*:.☆( ̄▽ ̄)/$:*.°★* 。

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章