图

自定义简单的图结构

点集

import java.util.ArrayList;//点结构的描述
public class Node {public int value;//入度public int in;//出度public int out;public ArrayList<Node> nexts;public ArrayList<Edge> edges;public Node(int value){this.value = value;in = 0;out = 0;nexts = new ArrayList<>();edges = new ArrayList<>();}
}

边集

public class Edge{public int weight;public Node from;public Node to;public Edge(int weight,Node from,Node to){this.weight = weight;this.from = from;this.to = to;}
}

图集

import java.util.HashMap;
import java.util.HashSet;public class Graph {public HashMap<Integer,Node> nodes;public HashSet<Edge> edges;public Graph(){nodes = new HashMap<>();edges = new HashSet<>();}
}

其他问题转化为此自定义结构的接口

public class GraphGenerator {public static Graph createGraph(Integer[][] matrix){Graph graph = new Graph();for(int i=0;i<matrix.length;i++){Integer weight = matrix[i][0];Integer from = matrix[i][1];Integer to = matrix[i][2];if(!graph.nodes.containsKey(from)){graph.nodes.put(from,new Node(from));}if(!graph.nodes.containsKey(to)){graph.nodes.put(to,new Node(to));}Node fromNode = graph.nodes.get(from);Node toNode = graph.nodes.get(to);Edge newEdge = new Edge(weight,fromNode,toNode);fromNode.nexts.add(toNode);fromNode.out++;toNode.in++;fromNode.edges.add(newEdge);graph.edges.add(newEdge);}return graph;}}

广度优先

import java.util.HashSet;
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;public class BFS {public static void bfs(Node node){if(node == null){return;}Queue<Node> queue = new LinkedList<>();HashSet<Node> set = new HashSet<>();queue.add(node);set.add(node);while (!queue.isEmpty()){Node cur = queue.poll();System.out.println(cur.value);for(Node next : cur.nexts){if(!set.contains(next)){set.add(next);queue.add(next);}}}}
}

深度优先

import java.util.HashSet;
import java.util.Stack;public class DFS {public static void dfs(Node node){if(node == null){return;}Stack<Node> stack = new Stack<>();HashSet<Node> set = new HashSet<>();stack.add(node);set.add(node);System.out.println(node.value);while (!stack.isEmpty()){Node cur = stack.pop();for(Node next : cur.nexts){if(!set.contains(next)){stack.push(cur);stack.push(next);set.add(next);System.out.println(next.value);break;}}}}
}

拓扑排序

import java.util.*;public class TopologySort {public static List<Node> sortedTopology(Graph graph){HashMap<Node,Integer> inMap = new HashMap<>();//只有入度为0的点才能进入队列Queue<Node> zeroInQueue = new LinkedList<>();for(Node node : graph.nodes.values()){inMap.put(node, node.in);if(node.in == 0){zeroInQueue.add(node);}}//拓扑排序的结果,依次加入resultList<Node> result = new ArrayList<>();while (!zeroInQueue.isEmpty()){Node cur = zeroInQueue.poll();result.add(cur);for(Node next : cur.nexts){inMap.put(next,inMap.get(next)-1);if(inMap.get(next) == 0){zeroInQueue.add(next);}}}return result;}
}

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