深度理解链式前向星

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了深度理解链式前向星相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

我们首先来看一下什么是前向星.


前向星是一种特殊的边集数组,我们把边集数组中的每一条边按照起点从小到大排序,如果起点相同就按照终点从小到大排序,

并记录下以某个点为起点的所有边在数组中的起始位置和存储长度,那么前向星就构造好了.


用len[i]来记录所有以i为起点的边在数组中的存储长度.

用head[i]记录以i为边集在数组中的第一个存储位置.


那么对于下图:





我们输入边的顺序为:


1 2

2 3

3 4

1 3

4 1

1 5

4 5


那么排完序后就得到:


编号:     1      2      3      4      5      6      7

起点u:    1      1      1      2      3      4      4

终点v:    2      3      5      3      4      1      5


得到:


head[1] = 1    len[1] = 3

head[2] = 4    len[2] = 1

head[3] = 5    len[3] = 1

head[4] = 6    len[4] = 2


但是利用前向星会有排序操作,如果用快排时间至少为O(nlog(n))



如果用链式前向星,就可以避免排序.


我们建立边结构体为:


struct Edge

     int next;

     int to;

     int w;

;


其中edge[i].to表示第i条边的终点,edge[i].next表示与第i条边同起点的下一条边的存储位置,edge[i].w为边权值.


另外还有一个数组head[],它是用来表示以i为起点的第一条边存储的位置,实际上你会发现这里的第一条边存储的位置其实

在以i为起点的所有边的最后输入的那个编号.


head[]数组一般初始化为-1,对于加边的add函数是这样的:


void add(int u,int v,int w)

    edge[cnt].w = w;
    edge[cnt].to = v;
    edge[cnt].next = head[u];
    head[u] = cnt++;

初始化cnt = 0,这样,现在我们还是按照上面的图和输入来模拟一下:


edge[0].to = 2;     edge[0].next = -1;      head[1] = 0;

edge[1].to = 3;     edge[1].next = -1;      head[2] = 1;

edge[2].to = 4;     edge[2],next = -1;      head[3] = 2;

edge[3].to = 3;     edge[3].next = 0;       head[1] = 3;

edge[4].to = 1;     edge[4].next = -1;      head[4] = 4;

edge[5].to = 5;     edge[5].next = 3;       head[1] = 5;

edge[6].to = 5;     edge[6].next = 4;       head[4] = 6;


很明显,head[i]保存的是以i为起点的所有边中编号最大的那个,而把这个当作顶点i的第一条起始边的位置.


这样在遍历时是倒着遍历的,也就是说与输入顺序是相反的,不过这样不影响结果的正确性.

比如以上图为例,以节点1为起点的边有3条,它们的编号分别是0,3,5   而head[1] = 5


我们在遍历以u节点为起始位置的所有边的时候是这样的:


for(int i=head[u];~i;i=edge[i].next)


那么就是说先遍历编号为5的边,也就是head[1],然后就是edge[5].next,也就是编号3的边,然后继续edge[3].next,也

就是编号0的边,可以看出是逆序的.


 

以上是关于深度理解链式前向星的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

深度理解链式前向星

图论_链式前向星

链式前向星理解(转载)

深度理解链式前向星——转载自ACdreamer

深入理解链式前向星

前向星链式前向星实现以及它的遍历