数据结构Java11【图结构概述、图遍历原理(BFS\DFS)、图遍历代码实现】

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🚀数据结构--Java专栏:https://blog.csdn.net/weixin_44949135/category_10103369.html🚀
笔记01【01-09https://blog.csdn.net/weixin_44949135/article/details/106742935【概述、数组基本使用】【源码、课件】
笔记02【10-18https://blog.csdn.net/weixin_44949135/article/details/106746038【栈、队列、单链表、链表、递归】
笔记03【19-27https://blog.csdn.net/weixin_44949135/article/details/106784224【八大排序算法】
笔记04【28-33https://blog.csdn.net/weixin_44949135/article/details/106823785【树结构概述、二叉树】
笔记05【34-39https://blog.csdn.net/weixin_44949135/article/details/106832176【顺序存储二叉树、堆排、线索二叉树】
笔记06【40-48https://blog.csdn.net/weixin_44949135/article/details/106843814【赫夫曼树、解码、压缩&解压文件】
笔记07【49-54https://blog.csdn.net/weixin_44949135/article/details/106886659【二叉排序树】
笔记08【55-57https://blog.csdn.net/weixin_44949135/article/details/106896570【平衡二叉树(AVL)】
笔记09【58-60https://blog.csdn.net/weixin_44949135/article/details/106852286【计算机数据存储原理、2-3树、B树】
笔记10【61-63https://blog.csdn.net/weixin_44949135/article/details/106936504【哈希表、散列函数设计、解决冲突】
笔记11【64-67https://blog.csdn.net/weixin_44949135/article/details/106939350【图概述、图遍历(DFS、BFS)】

目   录

P64 6.1 图结构概述

P65 6.2 图结构代码实现

P66 6.3 图的遍历原理

1、深度优先搜索---DFS(栈)

2、广度优先搜索---BFS(队列)

P67 6.4 图的遍历代码实现

1、Vertex.java

2、Graph.java

3、TestGraph.java

4、MyStack.java


P64 6.1 图结构概述

P65 6.2 图结构代码实现

邻接矩阵:用数字标识顶点之间是否连通。

P66 6.3 图的遍历原理

1、深度优先搜索---DFS(栈)

从第一个节点(比如:节点A)开始遍历,找下一个邻接节点,看其通不通。

A作为出发点,一个点一个点地遍历

2、广度优先搜索---BFS(队列)

将栈替换为队列(先进先出)。   波纹---一圈圈地搜索。

A进队列,从A开始往后找,找到B【从队列头A(出队方向)开始找下一个】

A找到C,C入栈

再从A开始往后找,D\E不通,A出队列,

看B与哪些节点连通->D(C已被访问)

再从B开始往后找,无未连通节点,B出队列;

再从C开始往后找,无未连通节点,C出队列;

再从D开始往后找,无未连通节点,D出队列;

再从E开始往后找,无未连通节点,E出队列;

BFS遍历完毕!

P67 6.4 图的遍历代码实现

1、Vertex.java

package demo14;

public class Vertex {// 顶点类

	private String value;
	//该节点是否遍历过-默认值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 {// 图
	private Vertex[] vertex;// 顶点数组
	private int currentSize;
	public int[][] adjMat;
	private MyStack stack = new MyStack();
	private int currentIndex;// 当前遍历的下标

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

	/**
	 * 向图中加入一个顶点
	 * 
	 * @param v
	 */
	public void addVertex(Vertex v) {
		vertex[currentSize++] = v;
	}

	public void addEdge(String v1, String v2) {
		// 找出两个顶点的下标
		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;
	}

	/**
	 * 深度优先搜索算法遍历图
	 */
	public void dfs() {
		// 把第0个顶点标记为已访问状态
		vertex[0].visited = true;
		// 把第0个顶点的下标。
		stack.push(0);
		// 打印顶点的值
		System.out.println(vertex[0].getValue());
		// 遍历
		out: while (!stack.isEmpty()) {
			for (int i = currentIndex + 1; i < vertex.length; i++) {
				// 如果和下一个遍历的元素是通的
				if (adjMat[currentIndex][i] == 1 && vertex[i].visited == false) {
					// 把下一个元素压入栈中
					stack.push(i);
					vertex[i].visited = true;
					System.out.println(vertex[i].getValue());
					continue out;
				}
			}
			// 弹出栈顶元素
			stack.pop();
			// 修改当前位置为栈顶元素的位置
			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);

		// 增加边
		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));
		}
		// 深度优先遍历
		g.dfs();
	}

}

4、MyStack.java

package demo2;

public class MyStack {

	// 栈的底层我们使用数组来存储数据
	int[] elements;

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

	// 压入元素
	public void push(int element) {
		// 创建一个新的数组
		int[] newArr = new int[elements.length + 1];
		// 把原数组中的元素复制到新数组中
		for (int i = 0; i < elements.length; i++) {
			newArr[i] = elements[i];
		}
		// 把添加的元素放入新数组中
		newArr[elements.length] = element;
		// 使用新数组替换旧数组
		elements = newArr;
	}

	// 取出栈顶元素
	public int pop() {
		// 栈中没有元素
		if (elements.length == 0) {
			throw new RuntimeException("stack is empty");
		}
		// 取出数组的最后一个元素
		int element = elements[elements.length - 1];
		// 创建一个新的数组
		int[] newArr = new int[elements.length - 1];
		// 原数组中除了最后一个元素的其它元素都放入新的数组中
		for (int i = 0; i < elements.length - 1; i++) {
			newArr[i] = elements[i];
		}
		// 替换数组
		elements = newArr;
		// 返回栈顶元素
		return element;
	}

	// 查看栈顶元素
	public int pick() {
		// 栈中没有元素
		if (elements.length == 0) {
			throw new RuntimeException("stack is empty");
		}
		return elements[elements.length - 1];
	}

	// 判断栈是否为空
	public boolean isEmpty() {
		return elements.length == 0;
	}

}

🚀完结撒花~      *★,°*:.☆( ̄▽ ̄)/$:*.°★* 。

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