java无向图代码实例_Java 图示例 · JavaTutorialNetwork 中文系列教程 · 看云
# Java 图示例
> 原文: [https://javatutorial.net/graphs-java-example](https://javatutorial.net/graphs-java-example)
图通常由顶点和弧线组成。 有时,它们也称为节点(而不是顶点)和边(而不是弧)。 为了本教程的缘故,我将使用节点和边作为参考。
![java-featured-image](https://img.kancloud.cn/05/3e/053ee0bb59842d92359246c98f815e0c_780x330.jpg)
图通常看起来像这样:
![Graphs](https://img.kancloud.cn/3f/5b/3f5b70a342705e7b765f342ef0ae3cb9_482x299.jpg)
图可视化
在许多情况下,节点和边被分配了值。 一个非常有用的图的著名示例是,当节点代表城市并且边沿代表这两个节点(或与此有关的城市)之间的距离时。 这样的例子可以在下面看到:
![Graphs edges values](https://img.kancloud.cn/42/b9/42b9dc65e2e963e7b1d69fb4f812dff4_513x302.jpg)
从上图判断,很容易理解它代表什么,也很容易阅读。 芝加哥到纽约的距离是 791.5 英里,纽约和华盛顿特区的距离是 227.1 英里。
这只是一个简单的示例,说明如何使用图很有用,但是还有更多示例。
图的其他有用示例可能是表示家谱,facebook 联系人,甚至是旅行路线。
## 无向图
当图无向时,这意味着可以在两个方向上遍历边。
![Undirected graph](https://img.kancloud.cn/5f/13/5f13fcb743dd8edabfbae6e0743a5628_495x294.jpg)
无向图
## 有向图
定向图时,这意味着只能沿其“指向”的方向遍历这些边。
![Directed graph](https://img.kancloud.cn/ff/28/ff285ecbeff79155e936e34456eec9eb_460x256.jpg)
有向图
## Java 中的图实现
`Node.java`
```java
import java.util.*;
public class Node {
private int id;
private List neighbours = new ArrayList();
public int getNodeId() {
return this.id;
}
public void addNeighbour(Edge e) {
if(this.neighbours.contains(e)) {
System.out.println("This edge has already been used for this node.");
} else {
System.out.println("Successfully added " + e);
this.neighbours.add(e);
}
}
public void getNeighbours() {
System.out.println("List of all edges that node " + this.id +" has: ");
System.out.println("=================================");
for (int i = 0; i < this.neighbours.size(); i++ ){
System.out.println("ID of Edge: " + neighbours.get(i).getId() + "\nID of the first node: " + neighbours.get(i).getIdOfStartNode() +
"\nID of the second node: " + neighbours.get(i).getIdOfEndNode());
System.out.println();
}
System.out.println(neighbours);
}
public Node(int id) {
this.id = id;
}
}
```
`Node.java`有 3 个方法和 1 个构造函数。
`getNodeId()`仅返回每个节点的 ID。
`addNeighbour(Edge e)`通过边创建连接,该边作为参数传递到另一个节点。 这是通过将指定的边添加到`Node`类的边列表中来完成的。 **注意**,存在一个`if`条件,用于检查此节点的当前边中是否已经存在指定的边`e`。
`getNeighbours()`仅用于显示目的。 查看**输出**,以查看此方法显示信息的精确程度。
构造函数将`id`作为参数。
`Edge.java`
```java
public class Edge {
private Node start;
private Node end;
private double weight;
private int id;
public int getId() {
return this.id;
}
public Node getStart() {
return this.start;
}
public int getIdOfStartNode() {
return this.start.getNodeId();
}
public Node getEnd() {
return this.end;
}
public int getIdOfEndNode() {
return this.end.getNodeId();
}
public double getWeight() {
return this.weight;
}
public Edge(Node s, Node e, double w, int id) {
this.start = s;
this.end = e;
this.weight = w;
this.id = id;
}
}
```
`Edge.java`有 6 个方法和 1 个构造函数。
`getId()`仅返回当前边的 ID。
`getStart()`返回边从其开始的`Node`对象。
`getIdOfStartNode()`返回边从其开始的`Node`对象的 ID。
`getEnd()`返回边“停止”在的`Node`对象。
`getIdOfEndNode()`返回边“停止”在的`Node`对象的 ID。
`getWeight()`获取当前`Node`对象的权重。
`Edge`构造函数采用 4 个参数,并使用它们初始化构造函数。
`Graph.java`
```java
import java.util.*;
public class Graph {
private List nodes = new ArrayList();
private int numberOfNodes = 0;
public boolean checkForAvailability() { // will be used in Main.java
return this.numberOfNodes > 1;
}
public void createNode(Node node) {
this.nodes.add(node);
this.numberOfNodes++; // a node has been added
}
public int getNumberOfNodes() {
return this.numberOfNodes;
}
}
```
`Graph.java`只有 3 个方法,没有构造函数。
`checkForAvailability()`检查是否有多个节点。 如果节点数不超过 1 个,则无法建立连接,因为节点本身不能具有优势。 它**必须**与另一个节点建立连接。
`createNode(Node node)`接受类型为`Node`的参数,并将该节点添加到节点`List`中。 添加节点后,当前图会将节点数增加 1。这样,我们就可以在某个时候将`checkForAvailability()`方法评估为`true`。
`getNumberOfNodes()`返回节点数。
`Main.java`
```java
public class Main {
public static void main(String args[]) {
Graph graph = new Graph();
Node node1 = new Node(1); // create a new node that contains id of 1
Node node2 = new Node(2); // create a new node that contains id of 2
Node node3 = new Node(3); // create a new node that contains id of 3
graph.createNode(node1); // numberOfNodes should increment by 1
graph.createNode(node2); // numberOfNodes should increment by 1
graph.createNode(node3); // numberOfNodes should increment by 1
Edge e12 = new Edge(node1, node2, 5, 1); // create an edge that connects node1 to node2 and contains weight of 5
Edge e13 = new Edge(node1, node3, 10, 2); // create an edge that connects node1 to node3 and contains weight of 10
if (graph.checkForAvailability()) {
// two nodes can be connected via edge
node1.addNeighbour(e12); // connect 1 and 2 (nodes)
node1.addNeighbour(e13);
node1.getNeighbours();
} else {
System.out.println("There are less than 2 nodes. Add more to connect.");
}
}
}
```
`Main.java`只有一个`main`方法。
在`main`方法中创建一个图。 之后,将创建 3 个`Node`实例。 然后,使用`createNode(Node node)`方法将这些`Node`实例添加到图中。 之后,将创建 2 个`Edge`实例。 第一个将节点 1 连接到节点 2。第二个将节点 1 连接到节点 3。
此后,存在一个`if`条件,该条件检查节点数是否大于 1,如果超过,则将`Neighbour`添加到`node1`。 (`e12`是连接`node1`和`node2`的边。)(`e13`是连接`node1`和`node3`的边)。
**输出**
```java
Successfully added Edge@15db9742
Successfully added Edge@6d06d69c
List of all edges that node 1 has:
=================================
ID of Edge: 1
ID of the first node: 1
ID of the second node: 2
ID of Edge: 2
ID of the first node: 1
ID of the second node: 3
[Edge@15db9742, Edge@6d06d69c]
```
**可视化以上输出**:
![Visualisation of a graph](https://img.kancloud.cn/e6/0f/e60fbb59b0073a6d2bab46cdf1add8d2_321x215.jpg)
**问题**:是上述程序生成的**无向**还是**有向**图? 如果它生成未定义的**图**,您可以修改 API 来生成**定向的**图吗? 如果生成**有向**图,您是否可以修改 API 以生成**无向**?
**答案**:上面的图产生一个**定向的**图,因为顾名思义,弧线“指向”某个位置。 要使其成为**无向**,您只需删除圆弧的“箭头”,然后将其作为一条简单的线即可。 就像下面的图片代表**无向**图一样。
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