邻接表的实现（有向邻接表）、（无向邻接表），基于C++

邻接表

邻接矩阵的实现请看这里

是不错的一种图存储结构，但是，对于边数相对顶点较少的图，这种结构存在对存储空间的极大浪费。因此，找到一种数组与链表相结合的存储方法称为邻接表。
邻接表的处理方法是这样的：

（1）图中顶点用一个一维数组存储，当然，顶点也可以用单链表来存储，不过，数组可以较容易的读取顶点的信息，更加方便。
（2）图中每个顶点vi的所有邻接点构成一个线性表，由于邻接点的个数不定，所以，用单链表存储，无向图称为顶点vi的边表，有向图则称为顶点vi作为弧尾的出边表。
例如，下图就是一个无向图的邻接表的结构。

从图中可以看出，顶点表的各个结点由data和firstedge两个域表示，data是数据域，存储顶点的信息，firstedge是指针域，指向边表的第一个结点，即此顶点的第一个邻接点。边表结点由adjvex和next两个域组成。adjvex是邻接点域，存储某顶点的邻接点在顶点表中的下标，next则存储指向边表中下一个结点的指针。
对于带权值的网图，可以在边表结点定义中再增加一个weight的数据域，存储权值信息即可。如下图所示。

代码实现邻接表（有向邻接表图） 基于C++

/*** C++: 邻接表图** @author lph* */#include <iomanip>
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;#define MAX 100
// 邻接表
class ListDG {
private: // 内部类// 邻接表中表对应的链表顶点class ENode {public:int ivex;         // 该边所指向的顶点的位置ENode* nextEdge;  // 指向下一条弧的指针};// 邻接表中表的顶点class VNode {public:char data;         //顶点信息ENode* firstEdge; //指向第一条依赖该顶点的弧};private: // 私有成员int mVexNum;            //图的顶点的数目int mEdgNum;           //图的边的数目VNode mVexs[MAX];       //用一维数组来存储邻接表的顶点public:// 创建邻接表对应的图（自己输入）ListDG();// 创建邻接表对应的图（用已经提供的数据）ListDG(char vexs[], int vlen, char edges[][2], int elen);~ListDG();// 打印邻接表图void print();private:// 读取一个输入字符char readChar();// 返回ch的位置int getPosition(char ch);// 将node节点链接到List的最后void linkLast(ENode* list, ENode* node);
};/*
* 创建邻接表对应的图（自己输入）
*/
ListDG::ListDG() {char c1, c2;int v, e;int i, p1, p2;ENode* node1, * node2;// 输入顶点数和边数cout << "input vertex number: ";cin >> mVexNum;cout << "input edge number: ";cin >> mEdgNum;if (mVexNum < 1 || mEdgNum < 1 || (mEdgNum > (mVexNum * (mVexNum - 1)))) {cout << "input error: invalid parameters! " << endl;return;}// 初始化邻接表的顶点for (i = 0; i < mVexNum; ++i) {cout << "vertex(" << i << "):";mVexs[i].data = readChar();mVexs[i].firstEdge = nullptr;}// 初始化邻接表的边for (i = 0; i < mEdgNum; ++i) {// 读取边的起始点和结束顶点cout << "edge(" << i << "):";c1 = readChar();c2 = readChar();p1 = getPosition(c1);p2 = getPosition(c2);// 初始化node1node1 = new ENode();node1->ivex = p2;// 将node1链接到p1所在链表的末尾if (mVexs[p1].firstEdge == nullptr)mVexs[p1].firstEdge = node1;elselinkLast(mVexs[p1].firstEdge, node1);}
}/*创建邻接表对应的图（用已经提供的数据）
*/
ListDG::ListDG(char vexs[], int vlen, char edges[][2], int elen) {char c1, c2;int i, p1, p2;ENode* node1, * node2;// 初始化顶点数和边数mVexNum = vlen;mEdgNum = elen;// 初始化"邻接表"的顶点for (i = 0; i < mVexNum; i++){mVexs[i].data = vexs[i];mVexs[i].firstEdge = NULL;}// 初始化邻接表的边for (i = 0; i < mEdgNum; ++i) {// 读取边的起始顶点和结束顶点c1 = edges[i][0];c2 = edges[i][1];p1 = getPosition(c1);p2 = getPosition(c2);// 初始化node1node1 = new ENode();node1->ivex = p2;// 将node1链接到p1所在链表的末尾if (mVexs[p1].firstEdge == nullptr)mVexs[p1].firstEdge = node1;elselinkLast(mVexs[p1].firstEdge, node1);}
}/*析构函数
*/
ListDG::~ListDG() {}
/*将node节点连接到List最后
*/
void ListDG::linkLast(ENode* list, ENode* node) {ENode* p = list;while (p->nextEdge)p = p->nextEdge;p->nextEdge = node;
}/*返回ch的位置
*/
int ListDG::getPosition(char ch) {int i;for (i = 0; i < mVexNum; ++i) if (mVexs[i].data == ch)return i;return -1; // 失败返回-1}/*读取一个输入字符
*/
char ListDG::readChar() {char ch;do {cin >> ch;} while (!((ch >= 'a' && ch <= 'z') || (ch >= 'A' && ch <= 'Z')));return ch;
}/*打印邻接表图
*/
void ListDG::print() {int i, j;ENode* node;cout << "List Graph: " << endl;for (i = 0; i < mVexNum; ++i) {cout << i << "(" << mVexs[i].data << "):";node = mVexs[i].firstEdge;while (node != nullptr) {cout << node->ivex << "(" << mVexs[node->ivex].data << ") ";node = node->nextEdge;}cout << endl;}
}
int main() {char vexs[] = { 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G' };char edges[][2] = {{'A', 'B'},{'B', 'C'},{'B', 'E'},{'B', 'F'},{'C', 'E'},{'D', 'C'},{'E', 'B'},{'E', 'D'},{'F', 'G'} };int vlen = sizeof(vexs) / sizeof(vexs[0]);int elen = sizeof(edges) / sizeof(edges[0]);ListDG* pG;// 自定义图（输入矩阵队列）// pG = new ListDG();// 采用已经有的图pG = new ListDG(vexs, vlen, edges, elen);pG->print();return 0;}

用已经有的数据运行代码后的结果（有向邻接表图）为：

用自己手动输入数据的结果（有向邻接表图）：

邻接表的实现（无向邻接表图） ：

/*C++: 邻接表表示的"无向图(List Undirected Graph)"@author lph*/
#include <iomanip>
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;constexpr auto MAX = 100;
// 邻接表;
class ListUDG {
private:// 内部类// 邻接表中表对应的链表的顶点class ENode {public:int ivex;     // 该边所指向的顶点的位置ENode* nextEdge;// 指向下一条弧的指针};// 邻接表中表对应的顶点class VNode {public:char data;     // 顶点信息ENode* firstEdge;// 指向第一条依赖该顶点的弧};
private:int mVexNum;        // 图的顶点个数int mEdgNum;       // 图的边的数目VNode mVexs[MAX];  // 一维数组存储图的顶点，也就是邻接表第一列的顶点
public:// 创建邻接表对应的图（自己输入）ListUDG();// 创建邻接表对应的图（用已经提供的数据）ListUDG(char vexs[], int vlen, char edges[][2], int elen);// 析构函数~ListUDG();// 打印邻接表图void print();
private:// 读取一个输入字符char readChar();// 返回ch的位置int getPosition(char ch);// 将node节点链接到list的最后void linkLast(ENode* list, ENode* node);
};
/*创建邻接表对应的图（自己输入）
*/
ListUDG::ListUDG() {char c1, c2;// int v, e;int i, p1, p2;ENode* node1, * node2;// 输入顶点数和边数cout << "input vertex number: ";cin >> mVexNum;cout << "input edge number: ";cin >> mEdgNum;if (mVexNum < 1 || mEdgNum < 1 || (mEdgNum > (mVexNum * (mVexNum - 1)))) {cout << "input error: invalid parameters!" << endl;return;
}// 初始化邻接表的顶点for (i = 0; i < mVexNum; ++i) {cout << "vertex(" << i << "):";mVexs[i].data = readChar(); // 如果mVexs在之前用的是VNode* mVexs[MAX],那么这里需要用指针mVexs[i]->datamVexs[i].firstEdge = nullptr;}// 初始化邻接表的边for (i = 0; i < mEdgNum; ++i) {// 读取边的起点和结束顶点cout << "edge(" << i << "):";c1 = readChar();c2 = readChar();p1 = getPosition(c1);p2 = getPosition(c2);// 初始化node1node1 = new ENode();node1->ivex = p2;// 将node1链接到p1所在链表的末尾if (mVexs[p1].firstEdge == nullptr)mVexs[p1].firstEdge = node1;elselinkLast(mVexs[p1].firstEdge, node1);// 初始化node2node2 = new ENode();node2->ivex = p1;// 将node2链接到p2所在链表的末尾if (mVexs[p2].firstEdge == nullptr)mVexs[p2].firstEdge = node2;elselinkLast(mVexs[p2].firstEdge, node2);}
}
/*创建邻接表对应的图(用已提供的数据)
*/
ListUDG::ListUDG(char vexs[], int vlen, char edges[][2], int elen) {char c1, c2;int i, p1, p2;ENode* node1, * node2;// 初始化顶点数和边数mVexNum = vlen;mEdgNum = elen;// 初始化邻接表的顶点for (i = 0; i < mVexNum; ++i) {mVexs[i].data = vexs[i];mVexs[i].firstEdge = nullptr;}// 初始化邻接表的边for (i = 0; i < mEdgNum; ++i) {// 读取边的起始顶点和结束顶点c1 = edges[i][0];c2 = edges[i][1];p1 = getPosition(c1);p2 = getPosition(c2);// 初始化node1node1 = new ENode();node1->ivex = p2;// 将node1链接到p1所在的末尾if (mVexs[p1].firstEdge == nullptr)mVexs[p1].firstEdge = node1;elselinkLast(mVexs[p1].firstEdge, node1);// 初始化node2node2 = new ENode();node2->ivex = p1;// 将node2链接到p2所在链表的末尾if (mVexs[p2].firstEdge == nullptr)mVexs[p2].firstEdge = node2;elselinkLast(mVexs[p2].firstEdge, node2);}
}
/*析构函数
*/
ListUDG::~ListUDG() {}
/*将node节点连接到list最后
*/
void ListUDG::linkLast(ENode* list, ENode* node) {ENode* p = list;while (p->nextEdge)p = p->nextEdge;p->nextEdge = node;
}
/*返回ch的位置
*/
int ListUDG::getPosition(char ch) {int i;for (i = 0; i < mVexNum; ++i) if (mVexs[i].data == ch)return i;return -1;
}
/*读取一个输入字符
*/
char ListUDG::readChar() {char ch;do {cin >> ch;} while  (!((ch >= 'a' && ch <= 'z') || (ch >= 'A' && ch <= 'Z')));return ch;
}/*打印邻接表图
*/
void ListUDG::print() {int i, j;ENode* node;cout << "List Graph:" << endl;for (i = 0; i < mVexNum; ++i) {cout << i << "(" << mVexs[i].data << ")";node = mVexs[i].firstEdge;while (node != nullptr) {cout << node->ivex << "(" << mVexs[node->ivex].data << ")";node = node->nextEdge;}cout << endl;}
}
int main(){char vexs[] = { 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G' };char edges[][2] = {{'A', 'C'},{'A', 'D'},{'A', 'F'},{'B', 'C'},{'C', 'D'},{'E', 'G'},{'F', 'G'} };int vlen = sizeof(vexs) / sizeof(vexs[0]);int elen = sizeof(edges) / sizeof(edges[0]);ListUDG* pG;// 自定义"图"(输入矩阵队列)//pG = new ListUDG();// 采用已有的"图"pG = new ListUDG(vexs, vlen, edges, elen);pG->print();   // 打印图return 0;
}

打印已提供邻接表（无向邻接表图）数据的结果：

打印自己输入的邻接表（无向邻接表图）的数据：

邻接矩阵的实现请看这里

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