news 2026/4/18 7:28:57

图论入门:从存储结构到DFS/BFS遍历,零基础也能看懂的实战教程 接上文

作者头像

张小明

前端开发工程师

1.2k 24
文章封面图
图论入门:从存储结构到DFS/BFS遍历,零基础也能看懂的实战教程 接上文

// 步骤1 创建1指向v2的边节点(用头插法,效率高)
EdgeNode *e1 = (EdgeNode *)malloc(sizeof(EdgeNode)); // 申请内存
e1->adjvex = v2; // 邻接点是v2
e1->weight = weight; // 边权
e1->next = graph->adjlist[v1].firstedge; // 新节点指向原链表头
graph->adjlist[v1].firstedge = e1; // 链表头更新为新节点

// 步骤2:创建v2指向v1的边节点(无向图双向,重复步骤1)
EdgeNode *e2 = (EdgeNode *)malloc(sizeof(EdgeNode));
e2->adjvex = v1;
e2->weight = weight;
e2->next = graph->adjlist[v2].firstedge;
graph->adjlist[v2].firstedge = e2;

graph->edge_num++; // 边数量+1
}

// 6. 打印邻接表
void printAdjList(AdjListGraph *graph) {
printf("邻接表(格式:顶点 -> 邻接点(边权) -> ... -> NULL):\n");
for (int i = 0; i < graph->vertex_num; i++) {
printf("%c -> ", graph->adjlist[i].data);
EdgeNode *p = graph->adjlist[i].firstedge; // 遍历边链表
while (p != NULL) {
// 打印邻接点和边权
printf("%c(%d) -> ", graph->adjlist[p->adjvex].data, p->weight);
p = p->next; // 指向下一个边节点
}
printf("NULL\n");
}
}

// 主函数:测试邻接表
int main() {
AdjListGraph graph;
// 1. 初始化5个顶点的图
initAdjList(&graph, 5);
// 2. 添加和邻接矩阵相同的边(便于对比)
addEdgeList(&graph, 0, 1, 2);
addEdgeList(&graph, 0, 2, 3);
addEdgeList(&graph, 1, 3, 1);
addEdgeList(&graph, 2, 4, 4);
// 3. 打印结果
printAdjList(&graph);
return 0;
}

3.3 编译运行与结果
和邻接矩阵步骤一致:
1. 编译: gcc adjacency_list.c -o adjacency_list ;

2. 运行: ./adjacency_list.exe ;

3. 结果:终端输出“顶点→邻接点(边权)”的链表结构,与前文示例一致,说明代码成功。

四、图的核心遍历算法:DFS与BFS(附代码)

存储图的最终目的是“遍历”——即从某个顶点出发,访问所有可达的顶点。DFS和BFS是两种最基础、最常用的遍历算法,以下基于邻接表实现(邻接矩阵版代码见文末附录)。

4.1 深度优先遍历(DFS):递归实现,像“走迷宫”

核心逻辑

DFS的思路是“一条路走到黑”:

1. 访问当前顶点,标记为“已访问”;

2. 找到当前顶点的一个未访问邻接点,递归访问这个邻接点;

3. 若没有未访问邻接点,回溯到上一个顶点,重复步骤2;

4. 直到所有可达顶点都被访问。
完整代码(添加到adjacency_list.c中)

// 深度优先遍历(start:起始顶点索引,visited:访问标记数组)
void DFS(AdjListGraph *graph, int start, bool visited[]) {
// 1. 访问当前顶点,标记为已访问
printf("%c ", graph->adjlist[start].data);
visited[start] = true;

// 2. 遍历当前顶点的所有邻接点
EdgeNode *p = graph->adjlist[start].firstedge;
while (p != NULL) {
// 若邻接点未访问,递归遍历
if (!visited[p->adjvex]) {
DFS(graph, p->adjvex, visited);
}
p = p->next; // 继续遍历下一个邻接点
}
}

// 在main函数中添加测试代码
int main() {
// (前面的初始化、加边、打印代码不变)

// 测试DFS
bool visited_dfs[MAX_VERTICES] = {false}; // 访问标记数组(初始全未访问)
printf("\n深度优先遍历(DFS)结果:");
DFS(&graph, 0, visited_dfs); // 从顶点0开始遍历

printf("\n");
return 0;
}

4.2 广度优先遍历(BFS):队列实现,像“水波扩散”
核心逻辑
BFS的思路是“逐层扩散”:
1. 访问起始顶点,标记为“已访问”,加入队列;

2. 出队一个顶点,访问该顶点的所有未访问邻接点,标记后加入队列;

3. 重复步骤2,直到队列为空;

4. 队列保证了“先访问的顶点,其邻接点也先被访问”(层次顺序)。

完整代码(添加到adjacency_list.c中)

// BFS依赖的队列结构体(先进先出)
typedef struct {
int data[MAX_VERTICES]; // 存储顶点索引
int front, rear; // 队头、队尾指针
} Queue;

// 初始化队列
void initQueue(Queue *q) {
q->front = q->rear = 0; // 队空标识:front == rear
}

// 入队(队列未满时,添加元素到队尾)
bool enQueue(Queue *q, int val) {
// 循环队列:队满条件是 (rear+1)%MAX_VERTICES == front
if ((q->rear + 1) % MAX_VERTICES == q->front) {
printf("队列满,入队失败!\n");
return false;
}
q->data[q->rear] = val;
q->rear = (q->rear + 1) % MAX_VERTICES; // 队尾后移
return true;
}

// 出队(队列非空时,取出队头元素)
bool deQueue(Queue *q, int *val) {
if (q->front == q->rear) { // 队空
printf("队列空,出队失败!\n");
return false;
}
*val = q->data[q->front];
q->front = (q->front + 1) % MAX_VERTICES; // 队头后移
return true;
}

// 广度优先遍历(start:起始顶点索引)
void BFS(AdjListGraph *graph, int start, bool visited[]) {
Queue q;
initQueue(&q);

// 1. 访问起始顶点,标记入队
printf("%c ", graph->adjlist[start].data);
visited[start] = true;
enQueue(&q, start);

// 2. 队列非空时,循环出队、访问邻接点
while (q.front != q.rear) {
int current;
deQueue(&q, &current); // 出队当前顶点

// 遍历当前顶点的所有邻接点
EdgeNode *p = graph->adjlist[current].firstedge;
while (p != NULL) {
if (!visited[p->adjvex]) {
printf("%c ", graph->adjlist[p->adjvex].data); // 访问邻接点
visited[p->adjvex] = true; // 标记已访问
enQueue(&q, p->adjvex); // 邻接点入队
}
p = p->next;
}
}
}

// 在main函数中添加测试代码
int main() {
// (前面的初始化、加边、打印、DFS代码不变)

// 测试BFS
bool visited_bfs[MAX_VERTICES] = {false};
printf("\n广度优先遍历(BFS)结果:");
BFS(&graph, 0, visited_bfs); // 从顶点0开始遍历

printf("\n");
return 0;
}

4.3 最终运行结果
结果符合预期:DFS是“0→2→4→1→3”(一条路走到黑),BFS是“0→2→1→4→3”(逐层扩散)。
4.4 邻接矩阵版DFS/BFS代码
邻接矩阵的遍历逻辑与邻接表类似,只是“遍历邻接点”的方式从“链表遍历”改为“数组遍历”,完整代码可参考:邻接矩阵DFS/BFS实现(示例链接,可自行替换)。
总结
本文从“存储结构→遍历算法”层层递进,核心是“动手实践”:
1. 先理解邻接矩阵和邻接表的差异——稠密图用矩阵,稀疏图用表;

2. 再掌握DFS和BFS的逻辑——DFS靠递归回溯,BFS靠队列层次;

3. 最后多敲代码、多改参数(比如增减顶点和边),感受图论的灵活应用。

后续可以学习图的进阶算法,比如最短路径(Dijkstra)、最小生成树(Prim),这些算法都基于本文的存储结构和遍历逻辑,打好基础就能轻松上手。

版权声明: 本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系邮箱:809451989@qq.com进行投诉反馈,一经查实,立即删除!
网站建设 2026/4/18 5:32:29

YOLOX-Nano彩色盒子目标检测:8x8批量训练300轮COCO数据集优化方案

1. YOLOX-Nano彩色盒子目标检测&#xff1a;8x8批量训练300轮COCO数据集优化方案 在计算机视觉领域&#xff0c;目标检测是一项基础且重要的任务&#xff0c;广泛应用于自动驾驶、安防监控、医疗影像分析等多个领域。本文将详细介绍如何使用YOLOX-Nano模型进行彩色盒子目标检测…

作者头像 李华
网站建设 2026/4/18 5:23:04

系统流异世探险动态漫制作2025推荐,全方位解析

系统流异世探险动态漫制作2025推荐&#xff0c;全方位解析在当今的动态漫制作领域&#xff0c;系统流异世探险题材凭借其独特的魅力吸引了众多观众的目光。然而&#xff0c;要制作出一部优秀的系统流异世探险动态漫并非易事&#xff0c;需要在多个方面进行精心策划和制作。本文…

作者头像 李华
网站建设 2026/4/18 3:29:12

vue基于Spring Boot的婚恋相亲交友网站_6wivw6dp

目录 具体实现截图项目介绍论文大纲核心代码部分展示项目运行指导结论源码获取详细视频演示 &#xff1a;文章底部获取博主联系方式&#xff01;同行可合作 具体实现截图 本系统&#xff08;程序源码数据库调试部署讲解&#xff09;同时还支持java、ThinkPHP、Node.js、Spring…

作者头像 李华
网站建设 2026/4/18 3:25:28

vue基于Spring Boot的教育ppt资源分享下载推荐平台_y9ktf0ec_

目录具体实现截图项目介绍论文大纲核心代码部分展示项目运行指导结论源码获取详细视频演示 &#xff1a;文章底部获取博主联系方式&#xff01;同行可合作具体实现截图 本系统&#xff08;程序源码数据库调试部署讲解&#xff09;同时还支持java、ThinkPHP、Node.js、Spring B…

作者头像 李华
网站建设 2026/4/18 3:29:36

第二十七周周报

文章目录 摘要Abstract一.背景分析二、创新点三、实验和结果分析总结 摘要 本周研读的文献《基于 GAN 的中文虚假评论数据集生成方法》针对当前中文虚假评论检测研究中缺乏公开数据集的现状&#xff0c;提出了一种利用生成对抗网络&#xff08;GAN&#xff09;构建中文虚假评论…

作者头像 李华