图的邻接表实现

  邻接表相关介绍 

     邻接表（Adjacency List）是图的一种链式存储方式。在邻接表中，对每个顶点（即表头节点）建立一个单链表，第i个单链表中节点表示依附于顶点vi 的边（对有向图而言，是以顶点vi为尾的弧）。所以在邻接表中，除了节点外，还有表头节点。

  数据结构定义如下

节点和表头节点的结构定义如下

具体数据结构定义如下：

ArcNode表示表节点，VNode表示头节点，ALGraph表示图

 

class 

ArcNode

 {

    int vex; //弧指向的顶点的位置

    ArcNode next; //指向下一条弧的指针

    String info; //该弧相关信息

    double weight; // 弧的权重

}

class 

VNode

{ 

    int vex; // 顶点节点信息 

     ArcNode firstNode; // 指向第一条依附该顶点的弧的指针 

}

class 

ALGraph

 {

    List<VNode> vertices;

    int vexNum; //顶点数量

    int arcNum; //弧数量

    int type; //类别：0无向图，1有向图

    public ALGraph() {

        vertices = new ArrayList<VNode>();

        vexNum = 0;             arcNum = 0;

        type = 0;//无向图

    }

}

拟建的图为：

最后拟生成的邻接表为：

头结点为V1,对应的邻接表为: 2--->4--->null
头结点为V2,对应的邻接表为: 1--->3--->5--->null
头结点为V3,对应的邻接表为: 2--->4--->5--->null
头结点为V4,对应的邻接表为: 1--->3--->null
头结点为V5,对应的邻接表为: 2--->3--->null

代码如下：

package Graph;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

// http://algs4.cs.princeton.edu/41undirected
// jGraphT
class ArcNode {
    int vex; //弧指向的顶点的位置
    ArcNode next; //指向下一条弧的指针
    String info; //该弧相关信息
    double weight; // 弧的权重

    public ArcNode(int vex, double weight) {
        this(vex, null, "", weight);
    }

    public ArcNode(int vex, ArcNode next, String info, double weight) {
        this.vex = vex;
        this.next = next;
        this.info = info;
        this.weight = weight;
    }
}

class VNode {
    int vex; // 顶点节点信息
    ArcNode firstNode; // 指向第一条依附该顶点的弧的指针

    public VNode(int vex) {
        this(vex, null);
    }

    public VNode(int vex, ArcNode firstNode) {
        this.vex = vex;
        this.firstNode = firstNode;
    }

    public boolean equals(VNode node) {
        if (vex == node.vex) {
            return true;
        }
        return false;
    }
}

class ALGraph {
    List<VNode> vertices;
    int vexNum; //顶点数量
    int arcNum; //弧数量
    int type; //类别：0无向图，1有向图

    public ALGraph() {
        vertices = new ArrayList<VNode>();
        vexNum = 0;
        arcNum = 0;
        type = 0;//无向图
    }

    public void createGraph(int[] vexs, int[][] arcs) {
        //其实应该传进来参数是数组类型，这里为了操作简便，就简单的直接赋值
        addVertex(1);
        addVertex(2);
        addVertex(3);
        addVertex(4);
        addVertex(5);

        addArc(1, 2);
        addArc(1, 4);
        addArc(2, 3);
        addArc(2, 5);
        addArc(3, 4);
        addArc(3, 5);
    }

    public void addVertex(int vex) {
        VNode node = new VNode(vex);
        if (!vertices.contains(node)) {
            vertices.add(node);
            vexNum++;
        }
    }

    public void addArc(int start, int end) {
        addArc(start, end, 0);
    }

    // 直接建立
    private void addArc(int start, int end, double weight) {
        VNode sNode = vertices.get(start - 1);
        VNode eNode = vertices.get(end - 1);

        if(type==0)
            addArcNext(eNode,sNode,weight);
        addArcNext(sNode,eNode,weight);
    }

    private void addArcNext(VNode sNode,VNode eNode, double weight)
    {
        ArcNode p = sNode.firstNode;
        ArcNode node = new ArcNode(eNode.vex, weight);
        if (p == null) {
            sNode.firstNode = node;
        } else {
            ArcNode temp = sNode.firstNode;
            while(true)
            {
                //System.out.println("头结点后为："+temp.vex);
                if (temp.next == null&&temp.vex!=node.vex)
                {
                    temp.next = node;
                    //System.out.println("next指针指向:"+temp.next.vex);
                    break;
                }
                else if (temp.next!= null){
                    temp = temp.next;
                }
            }
        }
        arcNum++;
    }

    public void getAdjList(List<VNode> list)
    {
        VNode v;
        for(int i=0;i<list.size();i++)
        {
            v = list.get(i);
            getAdjNode(v);
            System.out.println();
        }
    }

    private void getAdjNode(VNode v)
    {
        ArcNode p = v.firstNode;
        System.out.print("头结点为V"+v.vex+",对应的邻接表为: ");
        while (p != null) {
            System.out.print(p.vex+"--->");
            p = p.next;
        }
        System.out.print(p);
    }
}

public class GraphTest {
    public static void main(String[] args) {
        ALGraph graph = new ALGraph();
        int[] vexs = new int[5];
        int[][] arcs = new int[2][];
        // 初始化图
        graph.createGraph(vexs, arcs);
        // 获取顶点的数目和边的数目
        int arcNum = graph.arcNum;
        if(graph.type == 0)
            arcNum = graph.arcNum/2;
        System.out.println("顶点的数目为: " + graph.vexNum + ";边的数目为: " + arcNum);
        // 获取邻接表
        graph.getAdjList(graph.vertices);
    }
}