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如何从给定的弧集构建图的邻接矩阵和邻接表?

从图的弧集构建邻接矩阵和邻接表

给定一组弧,例如 , , , ,如何构建其对应的邻接矩阵和邻接表?本文将详细讲解如何基于给定的弧集构建这两种常见的图表示方法。

首先,我们需要明确弧 , , , 的含义。这些弧描述了图中顶点之间的连接关系,例如 表示从顶点 v0 到顶点 v1 存在一条有向边。 根据给出的弧集,我们可以确定图中包含的顶点为 v0, v1, v2, v3。

邻接矩阵的构建:

邻接矩阵是一个二维数组,其大小为 N x N,其中 N 为图中顶点的数量。如果从顶点 i 到顶点 j 存在一条边,则邻接矩阵中第 i 行第 j 列的元素为 1,否则为 0。对于有权图,该元素可以表示边的权重。 基于给定的弧集,我们可以构建一个 4x4 的邻接矩阵:

v0 v1 v2 v3
v0 0 1 0 0
v1 0 1 1 0
v2 0 0 0 1
v3 0 0 0 0

邻接表的构建:

邻接表使用链表来表示图。每个顶点都关联一个链表,存储与其相邻的顶点。 基于给定的弧集,我们可以构建如下邻接表:

  • v0: v1
  • v1: v1, v2
  • v2: v3
  • v3: (空)

总结:邻接矩阵和邻接表是图的两种常用表示方法,各有优缺点。邻接矩阵空间复杂度较高,但查找两个顶点之间是否存在边的时间复杂度较低;邻接表空间复杂度相对较低,尤其对于稀疏图,但查找两个顶点之间是否存在边的时间复杂度相对较高。 选择哪种表示方法取决于具体的应用场景和图的特性。