This commit is contained in:
krahets
2023-02-26 19:53:26 +08:00
parent cf26cd551a
commit 9cd475d8c2
29 changed files with 180 additions and 0 deletions
+12
View File
@@ -16,6 +16,8 @@ $$
![链表、树、图之间的关系](graph.assets/linkedlist_tree_graph.png)
<p align="center"> Fig. 链表、树、图之间的关系 </p>
那么,图与其他数据结构的关系是什么?如果我们把「顶点」看作结点,把「边」看作连接各个结点的指针,则可将「图」看成一种从「链表」拓展而来的数据结构。**相比线性关系(链表)和分治关系(树),网络关系(图)的自由度更高,也从而更为复杂**。
## 9.1.1. &nbsp; 图常见类型
@@ -27,6 +29,8 @@ $$
![有向图与无向图](graph.assets/directed_graph.png)
<p align="center"> Fig. 有向图与无向图 </p>
根据所有顶点是否连通,分为「连通图 Connected Graph」和「非连通图 Disconnected Graph」。
- 对于连通图,从某个顶点出发,可以到达其余任意顶点;
@@ -34,10 +38,14 @@ $$
![连通图与非连通图](graph.assets/connected_graph.png)
<p align="center"> Fig. 连通图与非连通图 </p>
我们可以给边添加“权重”变量,得到「有权图 Weighted Graph」。例如,在王者荣耀等游戏中,系统会根据共同游戏时间来计算玩家之间的“亲密度”,这种亲密度网络就可以使用有权图来表示。
![有权图与无权图](graph.assets/weighted_graph.png)
<p align="center"> Fig. 有权图与无权图 </p>
## 9.1.2. &nbsp; 图常用术语
- 「邻接 Adjacency」:当两顶点之间有边相连时,称此两顶点“邻接”。
@@ -56,6 +64,8 @@ $$
![图的邻接矩阵表示](graph.assets/adjacency_matrix.png)
<p align="center"> Fig. 图的邻接矩阵表示 </p>
邻接矩阵具有以下性质:
- 顶点不能与自身相连,因而邻接矩阵主对角线元素没有意义。
@@ -70,6 +80,8 @@ $$
![图的邻接表表示](graph.assets/adjacency_list.png)
<p align="center"> Fig. 图的邻接表表示 </p>
邻接表仅存储存在的边,而边的总数往往远小于 $n^2$ ,因此更加节省空间。但是,因为在邻接表中需要通过遍历链表来查找边,所以其时间效率不如邻接矩阵。
观察上图发现,**邻接表结构与哈希表「链地址法」非常相似,因此我们也可以用类似方法来优化效率**。比如,当链表较长时,可以把链表转化为「AVL 树」,从而将时间效率从 $O(n)$ 优化至 $O(\log n)$ ,还可以通过中序遍历获取有序序列;还可以将链表转化为 HashSet(即哈希表),将时间复杂度降低至 $O(1)$ 。
+4
View File
@@ -18,6 +18,8 @@ comments: true
![图的广度优先遍历](graph_traversal.assets/graph_bfs.png)
<p align="center"> Fig. 图的广度优先遍历 </p>
### 算法实现
BFS 常借助「队列」来实现。队列具有“先入先出”的性质,这与 BFS “由近及远”的思想是异曲同工的。
@@ -256,6 +258,8 @@ BFS 常借助「队列」来实现。队列具有“先入先出”的性质,
![图的深度优先遍历](graph_traversal.assets/graph_dfs.png)
<p align="center"> Fig. 图的深度优先遍历 </p>
### 算法实现
这种“走到头 + 回溯”的算法形式一般基于递归来实现。与 BFS 类似,在 DFS 中我们也需要借助一个哈希表 `visited` 来记录已被访问的顶点,以避免重复访问顶点。