Java实现联通无向图的深度与广度遍历
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更新于2024-09-12
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"该资源是关于图的遍历问题,主要涉及数据结构中的图理论,具体涵盖邻接多重表的实现、深度优先遍历(DFS)和广度优先遍历(BFS)。程序以Java编写,适用于MyEclipse10开发环境。内容包括对联通无向图的遍历,用户指定起点进行遍历,并输出访问序列和生成树的边集。"
在计算机科学中,图是一种数据结构,用于表示对象之间的关系。图的遍历是指从图的一个特定节点出发,按照某种顺序访问图中的所有节点,确保每个节点仅被访问一次。本问题主要关注两种遍历方法:深度优先遍历和广度优先遍历。
1. **深度优先遍历(DFS)**:DFS是一种递归策略,从起点开始,沿着一条路径尽可能深地探索,直到到达叶子节点(没有未访问过的邻居节点的节点),然后回溯到上一个节点并尝试另一条路径。在邻接多重表中,DFS通常通过栈来实现,每次访问一个节点,就将它的所有未访问的邻接节点入栈,直到栈为空。DFS的优点是空间效率高,但可能会导致较深的递归,不适合处理高度连通的图。
2. **广度优先遍历(BFS)**:BFS使用队列来组织节点,从起点开始,先访问所有与起点直接相邻的节点,然后再依次访问这些节点的邻居,直到访问完所有节点。在邻接多重表中,BFS可以有效地找到最短路径,因为它总是先访问距离起点近的节点。BFS的空间效率相对较低,因为它需要存储所有待访问的节点,但它可以保证找到最短路径。
程序实现时,首先需要定义顶点、边和图的结构。在给出的代码中,`struct node` 代表顶点,包含一个整型变量 `vertex` 用来存储顶点的值,以及一个指针 `nextnode` 指向下一个相邻的顶点。`graph` 是一个指向 `struct node` 的指针,用来表示图的结构。
`struct node head[61]` 是一个数组,用来存储图的顶点信息,`visited[61]` 用于记录每个顶点是否已被访问过。`queue[MAXQUEUE]` 是一个佇列,用于实现BFS,`front` 和 `rear` 分别记录佇列的前端和后端。
`creategraph` 函数用于根据输入的边信息创建图。程序通过读取边的起点和终点,动态创建新的顶点并连接它们,形成邻接多重表的结构。
在实际应用中,根据需求分析,程序还需要包含以下功能:
- 初始化图,例如设置所有顶点为未访问状态。
- 输入数据,如图的边信息和用户指定的起点。
- 执行深度优先遍历和广度优先遍历,记录访问序列,并构建生成树的边集。
- 显示结果,输出遍历顺序和生成树的边。
遍历完成后,可以得到从指定起点开始的两种遍历顺序,以及这两种遍历对应的生成树边集。对于无向图,生成树是由遍历过程形成的,包含了所有连接各个已访问节点的边,且没有环。
这个程序展示了如何在Java中使用邻接多重表实现图的DFS和BFS遍历,为理解和解决图相关的算法问题提供了基础。
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白川汐奈
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