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1、第七章图7.1图的定义和术语图(Graph)——图G是由两个集合V(G)和E(G)组成的,记为G=(V,E)其中:V(G)是顶点的非空有限集E(G)是边的有限集合,边是顶点的无序对或有序对有向图——有向图G是由两个集合V(G)和E(G)组成的其中:V(G)是顶点的非空有限集E(G)是有向边(也称弧)的有限集合,弧是顶点的有序对,记为,v,w是顶点,v为弧尾,w为弧头无向图——无向图G是由两个集合V(G)和E(G)组成的其中:V(G)是顶点的非空有限集E(G)是边的有限集合,边是顶点的无序对,记为(v,w)或(w,v),并且(v,w)=(w,v)例24
2、5136G1图G1中:V(G1)={1,2,3,4,5,6}E(G1)={<1,2>,<2,1>,<2,3>,<2,4>,<3,5>,<5,6>,<6,3>}例157324G26图G2中:V(G2)={1,2,3,4,5,6,7}E(G1)={(1,2),(1,3),(2,3),(2,4),(2,5),(5,6),(5,7)}有向完全图——n个顶点的有向图最大边数是n(n-1)无向完全图——n个顶点的无向图最大边数是n(n-1)/2权——与图的边或弧相关的数叫~网——带权的图叫~子图——如果图G(V,E)和图G‘(V’,E‘),满足:V’VE’E则称G‘为
3、G的子图邻接点——对于无向图G(V,E),如果边(v,v’)E,则称v和v’互为邻接点。即:v和v’相邻接。依附——边(v,v’)依附于顶点v和v’。相关联——边(v,v’)和顶点v和v’相关联。顶点的度无向图中,顶点的度为与每个顶点相连的边数有向图中,顶点的度分成入度与出度入度:以该顶点为头的弧的数目出度:以该顶点为尾的弧的数目如果顶点vi的度记为TD(vi),则有n个顶点,e条边或弧的图,满足:路径——路径是顶点的序列V={Vi0,Vi1,……Vin},满足(Vij-1,Vij)E或E,(14、沿路径各边权值之和回路/环——第一个顶点和最后一个顶点相同的路径叫~简单路径——序列中顶点不重复出现的路径叫~简单回路/简单环——除了第一个顶点和最后一个顶点外,其余顶点不重复出现的回路叫~连通——在无向图中,从顶点V到顶点W有一条路径,则说V和W是连通的连通图——图中任意两个顶点都是连通的叫~连通分量——非连通图的每一个连通部分叫~强连通图——有向图中,如果对每一对(Vi,Vj)V,ViVj,从Vi到Vj和从Vj到Vi都存在路径,则称G是~强连通分量——有向图中的极大强连通子图叫~生成树——一个连通图的生成树是一个极小连通子图,它含有图中的全部顶点,但只
5、有足以构成一棵树的n-1条边例213213有向完全图无向完全图356例245136图与子图例245136G1顶点2入度:1出度:3顶点4入度:1出度:0例157324G26顶点5的度:3顶点2的度:4例157324G26例245136G1路径:1,2,3,5,6,3路径长度:5简单路径:1,2,3,5回路:1,2,3,5,6,3,1简单回路:3,5,6,3路径:1,2,5,7,6,5,2,3路径长度:7简单路径:1,2,5,7,6回路:1,2,5,7,6,5,2,1简单回路:1,2,3,1连通图例245136强连通图356例非连通图例2451367.2图的存储
6、结构多重链表例G12413例15324G2V1V2^^V4^V3^^V1V2V4^V5^V3邻接矩阵——表示顶点间相联关系的矩阵定义:设G=(V,E)是有n1个顶点的图,G的邻接矩阵A是具有以下性质的n阶方阵例G12413例15324G2特点:无向图的邻接矩阵对称,可压缩存储;有n个顶点的无向图需存储空间为n(n+1)/2有向图邻接矩阵不一定对称;有n个顶点的有向图需存储空间为n²无向图中顶点Vi的度TD(Vi)是邻接矩阵A中第i行元素之和有向图中,顶点Vi的出度是A中第i行元素之和顶点Vi的入度是A中第i列元素之和网络的
7、邻接矩阵可定义为:例1452375318642关联矩阵——表示顶点与边的关联关系的矩阵定义:设G=(V,E)是有n1个顶点,e0条边的图,G的关联矩阵A是具有以下性质的ne阶矩阵4321例G124131234例15324G2123456432156例BDAC123456ABCD432156特点关联矩阵每列只有两个非零元素,是稀疏矩阵;n越大,零元素比率越大无向图中顶点Vi的度TD(Vi)是关联矩阵A中第i行元素之和有向图中,顶点Vi的出度是A中第i行中“1”的个数顶点Vi的入度是A中第i行中“-1”的个数邻接表实现:
8、为图中每个顶点建立一个单链表,第i个单