链式前向星---结点之间建立边

如果说邻接表是不好写但效率好,邻接矩阵是好写但效率低的话,前向星就是一个相对中庸的数据结构。前向星固然好写,但效率并不高。而在优化为链式前向星后,效率也得到了较大的提升。虽然说,世界上对链式前向星的使用并不是很广泛,但在不愿意写复杂的邻接表的情况下,链式前向星也是一个很优秀的数据结构。
——摘自《百度百科》

链式前向星:静态邻接表

邻接表,存储方法跟树的孩子链表示法相类似,是一种顺序分配链式分配相结合的存储结构。如这个表头结点所对应的顶点存在相邻顶点,则把相邻顶点依次存放于表头结点所指向的单向链表中。

对于无向图来说,使用邻接表进行存储也会出现数据冗余,表头结点A所指链表中存在一个指向C的表结点的同时,表头结点C所指链表也会存在一个指向A的表结点。
邻接表

时间效率:O(m)
空间效率:O(m)
遍历效率:O(m)

例:
第一行为五个顶点,七条边,第二行开始依次为起点,终点,权值

5 7
1 2 1
2 3 2
3 4 3
1 3 4
4 1 5
1 5 6
4 5 7

具体代码:

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  #include<bits/stdc++.h>
  using namespace std;
  const int maxn = 1005;//点数最大值
  int n, m, cnt;//n个点,m条边
  struct Edge
  {
      int to, w, next;//终点,边权,同起点的上一条边的编号
  }edge[maxn];//边集
  int head[maxn];//head[i],表示以i为起点的第一条边在边集数组的位置(编号)
  void init()//初始化
  {
      for (int i = 0; i <= n; i++) head[i] = -1;
      cnt = 0;
  }
  void add_edge(int u, int v, int w)//加边,u起点,v终点,w边权
  {
      edge[cnt].to = v; //终点
      edge[cnt].w = w; //权值
      edge[cnt].next = head[u];//以u为起点上一条边的编号,也就是与这个边起点相同的上一条边的编号
      head[u] = cnt++;//更新以u为起点上一条边的编号
  }
  int main()
  {  
      cin >> n >> m;
      int u, v, w;
      init();//初始化
      for (int i = 1; i <= m; i++)//输入m条边
      {
          cin >> u >> v >> w;
          add_edge(u, v, w);//加边
          /*
          加双向边
          add_edge(u, v, w);
          add_edge(v, u, w);
          */
      }
      for (int i = 1; i <= n; i++)//n个起点
      {
          cout << i << endl;
          for (int j = head[i]; j != -1; j = edge[j].next)//遍历以i为起点的边
          {
              cout << i << " " << edge[j].to << " " << edge[j].w << endl;
          }  
          cout << endl;
      }
    return 0;
}

其中变量定义为
_head[i]数组:表示以 i 为起点的最后一条边的编号。
_Next:表示与这个边起点相同的上一条边的编号。

其中加边函数为:

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void add_edge(int u, int v, int w)//加边,u起点,v终点,w边权
{
edge[cnt].to = v; //终点
edge[cnt].w = w; //权值
edge[cnt].next = head[u];//以u为起点上一条边的编号,也就是与这个边起点相同的上一条边的编号
head[u] = cnt++;//更新以u为起点上一条边的编号
}

其中遍历函数为:

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for(int i = 1; i <= n; i++)//n个起点
    {
        cout << i << endl;
        for(int j = head[i]; j != -1; j = edge[j].next)//遍历以i为起点的边
        {
            cout << i << " " << edge[j].to << " " << edge[j].w << endl;
        }
        cout << endl;
    }

第一层for循环是找每一个点,依次遍历以【1,n】为起点的边的集合。第二层for循环是遍历以 i 为起点的所有边,k首先等于head[ i ],注意head[ i ]中存的是以 i 为起点的最后一条边的编号。然后通过edge[ j ].next来找下一条边的编号。我们初始化head为-1,所以找到你最后一个边(也就是以 i 为起点的第一条边)时,你的edge[ j ].next为 -1做为终止条件。

代码实现过程:
对于1 2 1这条边:edge[0].to = 2; edge[0].next = -1; head[1] = 0;

对于2 3 2这条边:edge[1].to = 3; edge[1].next = -1; head[2] = 1;

对于3 4 3这条边:edge[2].to = 4; edge[2],next = -1; head[3] = 2;

对于1 3 4这条边:edge[3].to = 3; edge[3].next = 0; head[1] = 3;

对于4 1 5这条边:edge[4].to = 1; edge[4].next = -1; head[4] = 4;

对于1 5 6这条边:edge[5].to = 5; edge[5].next = 3; head[1] = 5;

对于4 5 7这条边:edge[6].to = 5; edge[6].next = 4; head[4] = 6;

具体实例:
★实验任务

有一块很大的农场!农场里分成了 n 块农田,编号为 1-n,这些农田由 n-1 个沟渠联通 着。 这些沟渠中的一些已经干涸了,农场主想要让所有沟渠都保持有水。但是他只能在农田 里浇水。如果他在某块农田里浇了水,那么从这块农田到 1 号农田简单路径上的沟渠都会处 于有水的状态。显然,这样的路径只会有一条。 这个农场主想知道,他最少要浇几块农田,才能让所有沟渠都有水。

★数据输入

第一行输入一个整数 n。 接下来 n-1 行,每行三个整数 u,v,s(1<=u,v <=n)描述一条沟渠的状态,表示 u,v 之间有一条沟渠,s = 1 表示这条沟渠里有水,s = 2 表示这条沟渠干了。

★数据输出

第一行输出一个整数 k 表示最少的浇灌次数 20%:n < 10 40%: n < 100 100%:n < 100000

具体代码

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#include<iostream>
using namespace std;
int n;
const int N=100010;
int cnt=0,head[N],flag[N],sum[N];
struct tree{
    int u;//起点
    int v;//终点
    int w;//权值
    int next;//起点相同,上一条边的编号
}trees[N];
/*void init()
{
    cnt=0;
    head[N]=-1;
}*/
void add_edge(int u,int v,int w)
{
    cnt++;
    trees[cnt].u=u;
    trees[cnt].v=v;
    trees[cnt].w=w;
    trees[cnt].next=head[u];
    head[u]=cnt;
}
void dfs(int u,int fa,int w)
{
    for(int i=head[u];i;i=trees[i].next)
    {
        int son=trees[i].v;
        if(son==fa)
        continue;
        dfs(son,u,trees[i].w);
        if(flag[son]) flag[u]=1;
        sum[u]+=sum[son];
    }
    if(flag[u]||w){}
    else
    {
        flag[u]++;
        sum[u]++;
    }
}
int main()
{
    cin>>n;
    int u,v,s;
    for(int i=1;i<n;i++)
    {
        cin>>u>>v>>s;
        //cout<<u<<v<<s<<endl;
        if(s==2) s=0;
        add_edge(u,v,s);
        add_edge(v,u,s);
    }
    dfs(1,0,-1);
    cout<<sum[1];
}

本代码来自kawaii的水水子,感谢!!!

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参考:
CSDN博主「sugarbliss」的原创文章
原文链接:https://blog.csdn.net/sugarbliss/article/details/86495945

posted @ 2022-10-27 20:25  Q·K  阅读(86)  评论(0编辑  收藏  举报