图论基础(自认为很全) (2)

在无向图或有向图中,顶点的度数总和为边数的两倍,即:

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而在有向图中,有一个很明显的性质就是,入度等于出度
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无向图度数统计

#include <iostream> using namespace std; int deg[105]; int main() { int n, m; cin >> n >> m; for (int i = 0; i < m; i++) { int u, v; cin >> u >> v; deg[u]++; deg[v]++; } for (int i = 1; i <= n; i++) { cout << deg[i] << " "; } return 0; }

有向图度数统计

#include <iostream> using namespace std; int outdeg[105], indeg[105]; int main() { int n, m; cin >> n >> m; for (int i = 0; i < m; i++) { int u, v; cin >> u >> v; outdeg[u]++; indeg[v]++; } for (int i = 1; i <= n; i++) { cout << outdeg[i] << " " << indeg[i] << endl; } return 0; } 图的存储(无权值)

图该怎么存呢?

邻接矩阵 基础知识

什么是邻接矩阵呢?所谓邻接矩阵存储结构就每个顶点用一个一维数组存储边的信息,这样所有点合起来就是用矩阵表示图中各顶点之间的邻接关系。所谓矩阵其实就是二维数组。
对于有n个顶点的图 G=(V,E) 来说,我们可以用一个 n×n 的矩阵 A 来表示 G 中各顶点的相邻关系,如果 vi 和 vj之间存在边(或弧),则 A[i][j]=1 ,否则 A[i][j]=0 。下图为有向图 G1 和无向图 G2 对应的邻接矩阵:

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一个图的邻接矩阵是唯一的,矩阵的大小只与顶点个数N有关,是一个 N×N 的矩阵。前面我们已经介绍过,在无向图里,如果顶点 vi 和 vj 之间有边,则可认为顶点 vi 到 vj 有边,顶点 vj 到 vi 也有边。对应到邻接矩阵里,则有 A[i][j]=A[j][i]=1 。因此我们可以发现,无向图的邻接矩阵是一个对称矩阵。

在邻接矩阵上,我们可以直观地看出两个顶点之间是否有边(或弧),并且很容易求出每个顶点的度,入度和出度。

这里我们以 G1 为例,演示下如何利用邻接矩阵计算顶点的入度和出度。顶点的出度,即为邻接矩阵上点对应行上所有值的总和,比如顶点1出度即为0+1+1+1=3;而每个点的入度即为点对应列上所有值的总和,比如顶点3对应的入度即为1+0+0+1=2。

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接下来我们就先一起学习构造和使用邻接矩阵的方法。邻接矩阵是一个由1和0构成的矩阵。处于第 i 行、第 j 列上的元素1和0分别代表顶点i到j之间存在或不存在一条又向边。

显然在构造邻接矩阵的时候,我们需要实现一个整型的二维数组。由于当前的图还是空的,因此我们还要把这个二维数组中的每个元素都初始化为0。

在构造好了一个图的结构后,我们需要把图中各边的情况对应在邻接矩阵上。实际上,这一步的实现非常简单,当从顶点x到y存在边时,我们只要把二维数组对应的位置置为1就好了。

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用邻接矩阵来构建图需要如下几步,我们可以用二维数组G来表示一个图。

初始化

初始化的过程很简单,只需要把数组初始化为0即可。可以借助memset来快速地将一个数组中的所有元素都初始化为0。(其实定义成全局变量就行了……)

memset(G, 0, sizeof(G));

注意,memset只能用来初始化0和 -1,并且需要加上头文件cstring。

上面的代码等价于:

for (int i = 0; i < N1; i++) { // N1 为数组第一维大小 for (int j = 0; j < N2; j++) { // N2 为数组第二维大小 G[i][j] = 0; } }

当然我们平常使用邻接矩阵的时候下标只用 1 到 n 或者 0 到n−1 (这个看题目中点的编号)。

插入边

如果插入一条无向边 (u,v) ,只需要

G[u][v] = 1; G[v][u] = 1;

也可以写成G[u][v] = G[v][u] = 1;。
如果插入一条有向边 (u,v) ,只需要G[u][v] = 1;。

访问边

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