图数据结构详解:AOV网与图的概念与类型

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"AOV网的声明-数据结构——图" 在数据结构中,图是一种重要的抽象数据类型,它由顶点(vertices)和边(edges)组成。AOV网(Activity On Vertex,顶点上的活动)是图的一个特定应用,通常用于表示项目依赖关系或任务调度问题,例如拓扑排序。本文将介绍图的基本概念、图的表示方法以及AOV网的相关知识。 首先,图可以定义为一个二元组`Graph=(V,E)`,其中`V`是非空有限的顶点集,`E`是边集。边集`E`可以是无向的或有向的。无向图中的边是无序的,(v1, v2)与(v2, v1)表示同一边;而在有向图中,边是有顺序的,<v1, v2>与<v2, v1>代表不同的边。在有向图中,v1被称为始点(source),v2被称为终点(destination)。 图的表示方式主要有邻接矩阵和邻接表两种。邻接矩阵是一个二维数组,其中的每个元素表示一对顶点之间是否存在边。对于无向图,邻接矩阵是对称的;对于有向图,可能不对称。邻接表则是为每个顶点存储其相邻顶点的链表,节省空间,适合处理稀疏图(边数远小于顶点数的平方)。 AOV网是图的一种特殊形式,它通常表示一种有向无环图(DAG,Directed Acyclic Graph)。在AOV网中,不存在任何从一个顶点到自身的边,也不存在形成环的边。这种图的性质使得我们可以对其进行拓扑排序,即找到一个顶点的线性顺序,使得对任意边<v, w>,顶点v都出现在顶点w之前。 在给定的代码段中,`Graph`类声明了一个表示图的数据结构。类中包含一个`vertex`类型的指针数组`nodeTable`,用于存储顶点信息;一个整型数组`count`,可能用于记录每个顶点的入度;以及一个表示顶点数的整型变量`n`。类还提供了一个名为`topologicalorder`的方法,这通常用于执行拓扑排序算法。 拓扑排序是AOV网的一个核心操作,它通过迭代或递归的方式找到所有没有前驱(即入度为0的顶点)的顶点,将它们移出并标记为已处理,然后更新其他顶点的入度。这个过程持续进行,直到所有顶点都被处理。在实际应用中,拓扑排序常用于确定任务的执行顺序,确保依赖关系得到满足。 此外,我们还提到了完全图的概念。在无向图中,如果每对不同的顶点之间都有一条边,则称为完全无向图,边数最多为`n*(n-1)/2`。而在有向图中,如果每对不同的顶点之间都有一条从一个顶点指向另一个顶点的边,那么它被称为完全有向图,边数最多为`n*(n-1)`。 图作为一种数据结构,广泛应用于各种领域,包括网络分析、算法设计和项目管理等。AOV网是其中的一个重要子领域,它的拓扑排序算法对于解决依赖关系的排序问题至关重要。理解这些基本概念和操作对于深入学习数据结构和算法至关重要。