Java语言描述存储结构与邻接矩阵代码示例

存储结构

要存储一个图，我们知道图既有结点，又有边，对于有权图来说，每条边上还带有权值。常用的图的存储结构主要有以下二种：

邻接矩阵
邻接表

邻接矩阵

我们知道，要表示结点，我们可以用一个一维数组来表示，然而对于结点和结点之间的关系，则无法简单地用一维数组来表示了，我们可以用二维数组来表示，也就是一个矩阵形式的表示方法。

我们假设a是这个二维数组，那么a中的一个元素aij不仅体现出了结点vi和结点vj的关系，而且aij的值正可以表示权值的大小。

以下是一个无向图的邻接矩阵表示示例：

从上图我们可以看到，无向图的邻接矩阵是对称矩阵，也一定是对称矩阵。且其左上角到右下角的对角线上值为零（对角线上表示的是相同的结点）

有向图的邻接矩阵是怎样的呢？

对于带权图，aij的值可用来表示权值的大小，上面两张图是不带权的图，因此它们值都是1。

邻接表

我们知道，图的邻接矩阵存储方法用的是一个n*n的矩阵，当这个矩阵是稠密的矩阵（比如说当图是完全图的时候），那么当然选择用邻接矩阵存储方法。

可是如果这个矩阵是一个稀疏的矩阵呢，这个时候邻接表存储结构就是一种更节省空间的存储结构了。

对于上文中的无向图，我们可以用邻接表来表示，如下：

每一个结点后面所接的结点都是它的邻接结点。

邻接矩阵与邻接表的比较

当图中结点数目较小且边较多时，采用邻接矩阵效率更高。
当节点数目远大且边的数目远小于相同结点的完全图的边数时，采用邻接表存储结构更有效率。

邻接矩阵的java实现

邻接矩阵模型类

邻接矩阵模型类的类名为amwgraph.java，能够通过该类构造一个邻接矩阵表示的图，且提供插入结点，插入边，取得某一结点的第一个邻接结点和下一个邻接结点。

import java.util.arraylist;
import java.util.linkedlist;
/**
 * @description 邻接矩阵模型类
 * @author beanlam
 * @time 2015.4.17 
 */
public class amwgraph {
  private arraylist vertexlist;//存储点的链表
  private int[][] edges;//邻接矩阵，用来存储边
  private int numofedges;//边的数目

  public amwgraph(int n) {
    //初始化矩阵，一维数组，和边的数目
    edges=new int[n][n];
    vertexlist=new arraylist(n);
    numofedges=0;
  }

  //得到结点的个数
  public int getnumofvertex() {
    return vertexlist.size();
  }

  //得到边的数目
  public int getnumofedges() {
    return numofedges;
  }

  //返回结点i的数据
  public object getvaluebyindex(int i) {
    return vertexlist.get(i);
  }

  //返回v1,v2的权值
  public int getweight(int v1,int v2) {
    return edges[v1][v2];
  }

  //插入结点
  public void insertvertex(object vertex) {
    vertexlist.add(vertexlist.size(),vertex);
  }

  //插入结点
  public void insertedge(int v1,int v2,int weight) {
    edges[v1][v2]=weight;
    numofedges++;
  }

  //删除结点
  public void deleteedge(int v1,int v2) {
    edges[v1][v2]=0;
    numofedges--;
  }

  //得到第一个邻接结点的下标
  public int getfirstneighbor(int index) {
    for(int j=0;j<vertexlist.size();j++) {
      if (edges[index][j]>0) {
        return j;
      }
    }
    return -1;
  }

  //根据前一个邻接结点的下标来取得下一个邻接结点
  public int getnextneighbor(int v1,int v2) {
    for (int j=v2+1;j<vertexlist.size();j++) {
      if (edges[v1][j]>0) {
        return j;
      }
    }
    return -1;
  }
}

邻接矩阵模型类的测试

接下来根据下面一个有向图来设置测试该模型类

testamwgraph.java测试程序如下所示：

/**
 * @description amwgraph类的测试类
 * @author beanlam
 * @time 2015.4.17
 */
public class testamwgraph {
  public static void main(string args[]) {
    int n=4,e=4;//分别代表结点个数和边的数目
    string labels[]={"v1","v1","v3","v4"};//结点的标识
    amwgraph graph=new amwgraph(n);
    for(string label:labels) {
      graph.insertvertex(label);//插入结点
    }
    //插入四条边
    graph.insertedge(0, 1, 2);
    graph.insertedge(0, 2, 5);
    graph.insertedge(2, 3, 8);
    graph.insertedge(3, 0, 7);

    system.out.println("结点个数是："+graph.getnumofvertex());
    system.out.println("边的个数是："+graph.getnumofedges());

    graph.deleteedge(0, 1);//删除<v1,v2>边
    system.out.println("删除<v1,v2>边后...");
    system.out.println("结点个数是："+graph.getnumofvertex());
    system.out.println("边的个数是："+graph.getnumofedges());
  }
}

控制台输出结果如下图所示：

总结

以上就是本文关于java语言描述存储结构与邻接矩阵代码示例的全部内容，希望对大家有所帮助。感兴趣的朋友可以继续参阅本站其他相关专题，如有不足之处，欢迎留言指出。