鄰接矩陣無向圖(三)之 Java詳解

前面分別介紹了鄰接矩陣無向圖的C和C++實現，本文通過Java實現鄰接矩陣無向圖。

目錄
1. 鄰接矩陣無向圖的介紹
2. 鄰接矩陣無向圖的代碼說明
3. 鄰接矩陣無向圖的完整源碼

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鄰接矩陣無向圖的介紹

鄰接矩陣無向圖是指通過鄰接矩陣表示的無向圖。

上面的圖G1包含了"A,B,C,D,E,F,G"共7個頂點，而且包含了"(A,C),(A,D),(A,F),(B,C),(C,D),(E,G),(F,G)"共7條邊。由於這是無向圖，所以邊(A,C)和邊(C,A)是同一條邊；這里列舉邊時，是按照字母先后順序列舉的。

上圖右邊的矩陣是G1在內存中的鄰接矩陣示意圖。A[i][j]=1表示第i個頂點與第j個頂點是鄰接點，A[i][j]=0則表示它們不是鄰接點；而A[i][j]表示的是第i行第j列的值；例如，A[1,2]=1，表示第1個頂點(即頂點B)和第2個頂點(C)是鄰接點。

鄰接矩陣無向圖的代碼說明

1. 基本定義

public class MatrixUDG {

    private char[] mVexs;       // 頂點集合
    private int[][] mMatrix;    // 鄰接矩陣

    ...
}

MatrixUDG是鄰接矩陣對應的結構體。mVexs用於保存頂點，mMatrix則是用於保存矩陣信息的二維數組。例如，mMatrix[i][j]=1，則表示"頂點i(即mVexs[i])"和"頂點j(即mVexs[j])"是鄰接點；mMatrix[i][j]=0，則表示它們不是鄰接點。

2. 創建矩陣

這里介紹提供了兩個創建矩陣的方法。一個是用已知數據，另一個則需要用戶手動輸入數據。

2.1 創建圖(用已提供的矩陣)

/*
 * 創建圖(用已提供的矩陣)
 *
 * 參數說明：
 *     vexs  -- 頂點數組
 *     edges -- 邊數組
 */
public MatrixUDG(char[] vexs, char[][] edges) {

    // 初始化"頂點數"和"邊數"
    int vlen = vexs.length;
    int elen = edges.length;

    // 初始化"頂點"
    mVexs = new char[vlen];
    for (int i = 0; i < mVexs.length; i++)
        mVexs[i] = vexs[i];

    // 初始化"邊"
    mMatrix = new int[vlen][vlen];
    for (int i = 0; i < elen; i++) {
        // 讀取邊的起始頂點和結束頂點
        int p1 = getPosition(edges[i][0]);
        int p2 = getPosition(edges[i][1]);

        mMatrix[p1][p2] = 1;
        mMatrix[p2][p1] = 1;
    }
}

該函數的作用是利用已知數據來創建一個鄰接矩陣無向圖。 實際上，在本文的測試程序源碼中，該方法創建的無向圖就是上面圖G1。具體的調用代碼如下：

    char[] vexs = {'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G'};
    char[][] edges = new char[][]{
        {'A', 'C'}, 
        {'A', 'D'}, 
        {'A', 'F'}, 
        {'B', 'C'}, 
        {'C', 'D'}, 
        {'E', 'G'}, 
        {'F', 'G'}};
    MatrixUDG pG;

    pG = new MatrixUDG(vexs, edges);

 

2.2 創建圖(自己輸入)

/* 
 * 創建圖(自己輸入數據)
 */
public MatrixUDG() {

    // 輸入"頂點數"和"邊數"
    System.out.printf("input vertex number: ");
    int vlen = readInt();
    System.out.printf("input edge number: ");
    int elen = readInt();
    if ( vlen < 1 || elen < 1 || (elen > (vlen*(vlen - 1)))) {
        System.out.printf("input error: invalid parameters!\n");
        return ;
    }

    // 初始化"頂點"
    mVexs = new char[vlen];
    for (int i = 0; i < mVexs.length; i++) {
        System.out.printf("vertex(%d): ", i);
        mVexs[i] = readChar();
    }

    // 初始化"邊"
    mMatrix = new int[vlen][vlen];
    for (int i = 0; i < elen; i++) {
        // 讀取邊的起始頂點和結束頂點
        System.out.printf("edge(%d):", i);
        char c1 = readChar();
        char c2 = readChar();
        int p1 = getPosition(c1);
        int p2 = getPosition(c2);

        if (p1==-1 || p2==-1) {
            System.out.printf("input error: invalid edge!\n");
            return ;
        }

        mMatrix[p1][p2] = 1;
        mMatrix[p2][p1] = 1;
    }
}

該函數是通過讀取用戶的輸入，而將輸入的數據轉換成對應的無向圖。

鄰接矩陣無向圖的完整源碼

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