无向图(邻接表实现)DFS_AND_BFS
数据结构选择TreeSet的原因:通过自定义的Compare方法,保证了点元素的唯一性,有序性(方便检验);
传入Set和Map中的元素类似于C中的指针操作,即共享地址,改变其中一个中的元素,与之相关的都会被改变;
实现代码内容:
1.图的定义;
2.插入点;
3.插入边;
4.BFS;
5.DFS;
代码如下:
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} @Override public int compareTo(Vertex o) { return this .name-o.name; } } //图定义的顶点表和邻接表 private TreeSet<Vertex> vertexSet = new TreeSet<Vertex>(); private TreeMap<Vertex, LinkedList<Vertex>> map = new TreeMap<Vertex, LinkedList<Vertex>>(); //返回定点表和邻接表 private TreeSet<Vertex> getVertexSet() { return vertexSet; } private TreeMap<Vertex,LinkedList<Vertex>> getMap(){ return map; } //图的初始化 //主要是为了先深搜索和先广搜索不会干扰考虑 private void initial(){ TreeSet<Vertex> vertexSet = getVertexSet(); TreeMap<Vertex,LinkedList<Vertex>> treeMap = getMap(); for (Vertex vertex:vertexSet){ vertex.isVisiable= false ; } for (Vertex vertex:treeMap.keySet()){ vertex.isVisiable= false ; } } //构造函数 public Graph(TreeSet<Vertex> vertexSet,TreeMap<Vertex,LinkedList<Vertex>> map){ this .vertexSet=vertexSet; this .map=map; initial(); } //图的元素扩充 //放入点 public void putVertex(Vertex vertex){ TreeSet<Vertex> vertexSet = getVertexSet(); TreeMap<Vertex,LinkedList<Vertex>> map = getMap(); if (vertexSet.contains(vertex)){ System.out.println( "重复元素!输入无效!" ); } else { vertex.isVisiable= false ; vertexSet.add(vertex); LinkedList<Vertex> list = new LinkedList<Vertex>(); map.put(vertex,list); } } //放入边 public void putEdge(Vertex vertex1,Vertex vertex2){ TreeSet<Vertex> vertexSet = getVertexSet(); TreeMap<Vertex,LinkedList<Vertex>> map = getMap(); //在这里默认通过构造函数传入的TreeSet,TreeMap没有错误 //对vertex1的分析 if (vertexSet.contains(vertex1)){ if (!map.get(vertex1).contains(vertex2)){ map.get(vertex1).add(vertex2); } //if } //if else { vertexSet.add(vertex1); LinkedList<Vertex> list = new LinkedList<>(); list.add(vertex2); map.put(vertex1,list); } //else //对vertex2的分析 if (vertexSet.contains(vertex2)){ if (!map.get(vertex2).contains(vertex1)){ map.get(vertex2).add(vertex1); } //if } //if else { vertexSet.add(vertex2); LinkedList<Vertex> list = new LinkedList<>(); list.add(vertex1); map.put(vertex2,list); } //else } //以上为图的构造过程,元素添加 //以下为图的搜索,DFS和BFS,由于图的搜索确定进入点很关键,我们采用重载,两个同名方法(参数是否包含搜索起始点) private void visit(Vertex vertex){ System.out.println(vertex.name); } //图的先深搜索 //默认从name最小的点开始搜索 public void DFS(){ System.out.println( "先深搜索为:" ); TreeMap<Vertex,LinkedList<Vertex>> map = getMap(); Vertex vertex = map.firstKey(); DFS(vertex); //如果确定从第一个键开始搜索,DFS可以优化,这里不作说明 } //带有起始点的搜索 public void DFS(Vertex vertex){ TreeMap<Vertex,LinkedList<Vertex>> map = getMap(); //访问vertex的连通区域 if (!vertex.isVisiable){ visit(vertex); vertex.isVisiable= true ; for (Vertex vertex1:map.get(vertex)){ if (!vertex1.isVisiable){ DFS(vertex1); } //if } //for } //if //处理其它非连通区域,这里效率不高,但也很没有办法,否则无法保证从任意点开始访问 for (Vertex vertex2:map.keySet()){ if (!vertex2.isVisiable){ DFS(vertex2); } } } //先广搜索,从第一个节点开始搜索 //值得注意的一点是,Set和Map中传入的元素是共享的,即它们传入的是类似于C中的指针操作; public void BFS(){ System.out.println( "BFS搜索如下:" ); initial(); TreeMap<Vertex,LinkedList<Vertex>> map = getMap(); TreeSet<Vertex> treeSet = getVertexSet(); Queue<Vertex> queue = new LinkedList<Vertex>(); int i= 0 ; for (Vertex vertex:treeSet){ if (!vertex.isVisiable){ vertex.isVisiable= true ; visit(vertex); queue.add(vertex); while (!queue.isEmpty()){ Vertex vertex1 = queue.poll(); for (Vertex vertex2:map.get(vertex1)){ if (!vertex2.isVisiable) { visit(vertex2); vertex2.isVisiable= true ; queue.add(vertex2); } //if } //for } //while } } } public static void main(String []args){ TreeSet<Vertex> vertexSet= new TreeSet<>(); Vertex vertex1 = new Vertex( 1 ); Vertex vertex2 = new Vertex( 2 ); Vertex vertex3 = new Vertex( 3 ); Vertex vertex4 = new Vertex( 4 ); Vertex vertex5 = new Vertex( 5 ); vertexSet.add(vertex1); vertexSet.add(vertex2); vertexSet.add(vertex3); vertexSet.add(vertex4); vertexSet.add(vertex5); LinkedList<Vertex> list1 = new LinkedList<Vertex>(); LinkedList<Vertex> list2 = new LinkedList<Vertex>(); LinkedList<Vertex> list3 = new LinkedList<>(); LinkedList<Vertex> list4 = new LinkedList<>(); LinkedList<Vertex> list5 = new LinkedList<>(); list1.add(vertex2);list1.add(vertex3);list1.add(vertex4); list2.add(vertex1);list2.add(vertex4); list3.add(vertex1);list3.add(vertex5); list4.add(vertex1);list4.add(vertex2);list4.add(vertex5); list5.add(vertex4);list5.add(vertex3); TreeMap<Vertex,LinkedList<Vertex>> map = new TreeMap<Vertex, LinkedList<Vertex>>() ; map.put(vertex1,list1);map.put(vertex2,list2);map.put(vertex3,list3); map.put(vertex4,list4);map.put(vertex5,list5); Graph graph = new Graph(vertexSet,map); graph.DFS(); graph.BFS(); } } |
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