一.什么是图?

有几个节点,节点之间有线连着,这样的情景就叫图:

图节点分类 无监督学习_邻接表

二.由于节点之间的连接方式的不同,我们诞生了以下含义:

1.有向边:从一个节点到另一个节点的连接是单向的,我们称两个节点之间的线为有向边。

图节点分类 无监督学习_邻接矩阵_02


2.无向边: 从一个节点到另一个节点的连接是双向的,我们称两个节点之间的线为无向边。

图节点分类 无监督学习_图节点分类 无监督学习_03

3.有向图: 图中所有的边都是有向边

图节点分类 无监督学习_邻接表_04

4.无向图: 图中所有的边都是无向边

图节点分类 无监督学习_邻接矩阵_05

三.由于要对图加以描述,我们又诞生了以下定义:

1.当一条边连接两个顶点时,称这两个顶点为相互邻近,且该边关联这两个顶点。
2.无环图称为树,所以树也可以被说为不包含环的连通图。
3.自环指的是一条连接顶点及其自身的边。
4.平行边指的是两条连接相同顶点的边。
5.顶点的度是指关联该顶点的边的数目。
6.子图是图的边(及边所关联的顶点)的子集所形成的图。
7.图中的路径指的是一系列相邻顶点连通的形成路。
8.简单路径是一条不包含重复顶点的路径。
9.环路是起点与终点相同的路径。
10.简单环路是不包含重复顶点和边的环。
11.如果两个顶点之间存在一条路径,则称这两个顶点是连通的。
12.如果一个图是非连通的,那么它由一组连通分量组成。
13.有向无环图是一种不包含环的有向图。
14.连通图的生成树是包含所有图顶点的子图,并且是一颗单独的树。
15.二分图是一个顶点能被分成两个集合的图,其中所有的边只连接来自不同集合的顶点。
16.再一个有权图中,给每条边赋值一个整数来代表距离。
17.包含所有边的图称为完全图。
18.仅有少量边缺失的图称作稀疏图。

四,图的表示:

如果我们要表示图,我们需要了解图数据结构的组成:

a.顶点
b.边
c.连接关系

下面有一个例子:

图节点分类 无监督学习_邻接表_06


1.邻接矩阵表示:上面图的邻接矩阵可以表示为:

图节点分类 无监督学习_图节点分类 无监督学习_07


下面是用邻接矩阵的无向图的定义代码:

在注释我会详细解释

public class Graph {
    private boolean adjMatrix[][];//它用来存储两个顶点之间的连接关系
    private int vertextCount;//它用来存储节点个数的

    public Graph(int vertextCount)//图的初始化构造方法
    {
        this.vertextCount = vertextCount;
        adjMatrix=new boolean[vertextCount][vertextCount];

    }

    public void addEdge(int i,int j)//将在i和j位置的节点建立连通关系
    {
        if(i>=0&&i<vertextCount&&j>=0&&j<vertextCount)
        {
            adjMatrix[i][j]=true;
            adjMatrix[j][i]=true;
        }
    }

    public void removeEdge(int i,int j)//删除i和j位置的连通关系
    {
        if(i>=0&&i<vertextCount&&j>=0&&j<vertextCount)
        {
            adjMatrix[i][j]=false;
            adjMatrix[j][i]=false;
        }
    }

    public boolean isEdge(int i,int j)//判断i和j位置节点的关系
    {
        if(i>=0&&i<vertextCount&&j>=0&&j<vertextCount)
        {
           return adjMatrix[i][j];
        }
        else return false;
    }
}

至于有向图的话,我们只需要将addEdge和removeEdge稍稍改下就可以了。

当图是稠密图时,邻接矩阵是一种很好的表示方式。

2.邻接表表示:(基本思路)

它就要借助链表作为辅助结构了:

图节点分类 无监督学习_邻接表_08


对于邻接表的表示方式边的读入顺序是很重要的,这是因为边的顺序决定了顶点在邻接表中的顺序。

相同的图在邻接表中可以有许多不同的表示方式。

缺点:使用邻接表无法有效的完成某些操作(如删除某个节点)。