利用二维数组、Map或Graph类存储有向图,并完成如下操作:输入:图的任意一个节点编号;输出:该节点的入度、出度、入度边邻居和出度边邻居的编号
时间: 2024-01-26 14:03:41 浏览: 215
好的,我们可以利用二维数组、Map或Graph类来存储有向图,并实现输入一个节点编号,输出该节点的入度、出度、入度边邻居和出度边邻居的编号。
假设有向图用一个二维数组来表示,那么我们可以按照以下步骤实现上述功能:
1. 遍历整个二维数组,找到与输入节点编号对应的行和列。
2. 统计该节点的入度和出度,即分别计算该节点所在行和列中值为1的元素个数。
3. 找到该节点的入度邻居节点,即遍历该节点所在列中值为1的元素所在的行号。
4. 找到该节点的出度邻居节点,即遍历该节点所在行中值为1的元素所在的列号。
下面是实现以上步骤的Java代码:
```java
// 假设有向图用一个二维数组 graph 表示,nodeNum 表示输入的节点编号
int nodeIndex = nodeNum - 1; // 节点编号从1开始,转换为数组索引从0开始
int inDegree = 0, outDegree = 0;
List<Integer> inNeighbors = new ArrayList<>(); // 入度邻居节点
List<Integer> outNeighbors = new ArrayList<>(); // 出度邻居节点
for (int i = 0; i < graph.length; i++) {
if (graph[i][nodeIndex] == 1) { // 找到入度邻居节点
inNeighbors.add(i + 1); // 节点编号从1开始,转换为数组索引从0开始
inDegree++;
}
if (graph[nodeIndex][i] == 1) { // 找到出度邻居节点
outNeighbors.add(i + 1); // 节点编号从1开始,转换为数组索引从0开始
outDegree++;
}
}
System.out.println("节点 " + nodeNum + " 的入度为:" + inDegree);
System.out.println("节点 " + nodeNum + " 的出度为:" + outDegree);
System.out.println("节点 " + nodeNum + " 的入度邻居节点编号为:" + inNeighbors);
System.out.println("节点 " + nodeNum + " 的出度邻居节点编号为:" + outNeighbors);
```
如果使用Map或Graph类来存储有向图,那么以上步骤可以类比实现。具体来说,如果使用Map来存储有向图,那么可以按照以下步骤实现:
1. 找到与输入节点编号对应的节点对象。
2. 统计该节点的入度和出度,即分别计算该节点指向的节点个数和指向该节点的节点个数。
3. 找到该节点的入度邻居节点,即遍历所有节点,找到指向该节点的节点。
4. 找到该节点的出度邻居节点,即遍历该节点指向的所有节点。
以下是使用Map来实现的Java代码:
```java
// 假设有向图用一个Map<String, List<String>> graph 表示,nodeNum 表示输入的节点编号
String node = "Node" + nodeNum; // 节点编号为整数,转换为节点名称
List<String> inNeighbors = new ArrayList<>(); // 入度邻居节点
List<String> outNeighbors = graph.get(node); // 出度邻居节点
int inDegree = 0, outDegree = outNeighbors.size();
for (List<String> value : graph.values()) {
if (value.contains(node)) { // 找到入度邻居节点
inNeighbors.add(graph.getKey(value));
inDegree++;
}
}
System.out.println("节点 " + nodeNum + " 的入度为:" + inDegree);
System.out.println("节点 " + nodeNum + " 的出度为:" + outDegree);
System.out.println("节点 " + nodeNum + " 的入度邻居节点编号为:" + inNeighbors);
System.out.println("节点 " + nodeNum + " 的出度邻居节点编号为:" + outNeighbors);
```
如果使用Graph类来存储有向图,那么以上步骤可以按照以下方式实现:
1. 找到与输入节点编号对应的节点对象。
2. 统计该节点的入度和出度,即分别计算该节点的入度边数和出度边数。
3. 找到该节点的入度邻居节点,即遍历所有节点,找到指向该节点的边所连接的节点。
4. 找到该节点的出度邻居节点,即遍历所有节点,找到由该节点连向的边所连接的节点。
以下是使用Graph类来实现的Java代码:
```java
// 假设有向图用一个Graph<String, DefaultEdge> graph 表示,nodeNum 表示输入的节点编号
String node = "Node" + nodeNum; // 节点编号为整数,转换为节点名称
Set<DefaultEdge> inEdges = graph.incomingEdgesOf(node); // 入度边
Set<DefaultEdge> outEdges = graph.outgoingEdgesOf(node); // 出度边
int inDegree = inEdges.size(), outDegree = outEdges.size();
List<String> inNeighbors = new ArrayList<>(); // 入度邻居节点
List<String> outNeighbors = new ArrayList<>(); // 出度邻居节点
for (DefaultEdge edge : inEdges) { // 找到入度邻居节点
String sourceNode = graph.getEdgeSource(edge);
inNeighbors.add(sourceNode.substring(4)); // 节点名称为 "Node" + 节点编号,提取节点编号
}
for (DefaultEdge edge : outEdges) { // 找到出度邻居节点
String targetNode = graph.getEdgeTarget(edge);
outNeighbors.add(targetNode.substring(4)); // 节点名称为 "Node" + 节点编号,提取节点编号
}
System.out.println("节点 " + nodeNum + " 的入度为:" + inDegree);
System.out.println("节点 " + nodeNum + " 的出度为:" + outDegree);
System.out.println("节点 " + nodeNum + " 的入度邻居节点编号为:" + inNeighbors);
System.out.println("节点 " + nodeNum + " 的出度邻居节点编号为:" + outNeighbors);
```
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