图论算法详解:邻接矩阵与邻接表

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"图的存储表示-etap学习资料" 在图论中,图是一种数学结构,用于表示对象之间的关系。图由顶点(Vertex)和边(Edge)组成,边可以是有向的(Directed)或无向的(Undirected)。有向图表示从一个顶点到另一个顶点的方向,而无向图则没有明确的方向。如果边带有与之相关的数值,这个数值被称为权值(Weight),这样的图被称为加权图或网络。权值可以代表距离、成本、时间等多种含义。 例如,图1.13(a)展示了一个无向网G1,其中包含了顶点集合V(G1)={1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}和边的集合E(G1),每个边都带有权值。无向网中,边是双向的,表示两个顶点间的相互连接。而图1.13(b)显示了一个有向网G2,其顶点集合相同,但边是有方向的,并且同样带有权值。 图的存储表示是图论算法的基础,常见的方法有三种:邻接矩阵、邻接表和邻接多重表。邻接矩阵使用一个二维数组来表示图,其中的元素表示顶点之间的连接关系,若存在边则为非零值,无边则为零。邻接表则是为每个顶点维护一个列表,列表中的元素代表与其相邻的顶点。这种方法在处理稀疏图(边的数量远小于顶点数量的平方)时更为高效,因为它只存储实际存在的边。 本书《图论算法理论、实现及应用》深入探讨了图论算法的理论、实现和应用。作者通过经典的ACM/ICPC竞赛题目来讲解图论算法思想,内容涵盖了图的遍历、活动网络、树与生成树问题、最短路径问题、可行遍性问题、网络流问题以及各种集合问题(如点支配集、点覆盖集、点独立集、边覆盖集、边独立集匹配)和图的连通性问题。此外,书中还讨论了平面图与图的着色问题。这本书适合高等院校计算机及相关专业的学生作为图论课程的教材,同时也适合作为ACM/ICPC竞赛的参考书。 图论源自18世纪莱昂哈德·欧拉解决的哥尼斯堡七桥问题,这是图论历史上的一个里程碑。欧拉通过将问题转化为图的模型,首次引入了图的概念,并提出了图的遍历法则,为后续的图论研究奠定了基础。图论在自然科学、社会科学等多个领域都有广泛的应用,是现代计算机科学中不可或缺的一部分。