飞道的博客

链式前向星--最通俗易懂的讲解

525人阅读  评论(0)

如果说邻接表是不好写但效率好,邻接矩阵是好写但效率低的话,前向星就是一个相对中庸的数据结构。前向星固然好写,但效率并不高。而在优化为链式前向星后,效率也得到了较大的提升。虽然说,世界上对链式前向星的使用并不是很广泛,但在不愿意写复杂的邻接表的情况下,链式前向星也是一个很优秀的数据结构。                                                                                                                                                                  ——摘自《百度百科》

链式前向星其实就是静态建立的邻接表,时间效率为O(m),空间效率也为O(m)。遍历效率也为O(m)。

对于下面的数据,第一行5个顶点,7条边。接下来是边的起点,终点和权值。也就是边1 -> 2 权值为1


  
  1. 5 7
  2. 1 2 1
  3. 2 3 2
  4. 3 4 3
  5. 1 3 4
  6. 4 1 5
  7. 1 5 6
  8. 4 5 7

 链式前向星存的是以【1,n】为起点的边的集合,对于上面的数据输出就是:


  
  1. 1 //以1为起点的边的集合
  2. 1 5 6
  3. 1 3 4
  4. 1 2 1
  5. 2 //以2为起点的边的集合
  6. 2 3 2
  7. 3 //以3为起点的边的集合
  8. 3 4 3
  9. 4 //以4为起点的边的集合
  10. 4 5 7
  11. 4 1 5
  12. 5 //以5为起点的边不存在

我们先对上面的7条边进行编号第一条边是0以此类推编号【0~6】,然后我们要知道两个变量的含义:

  • Next,表示与这个边起点相同的上一条边的编号。
  • head[ i ]数组,表示以 i 为起点的最后一条边的编号。

 head数组一般初始化为-1,为什么是 -1后面会讲到。加边函数是这样的:


  
  1. void add_edge(int u, int v, int w)//加边,u起点,v终点,w边权
  2. {
  3. edge[cnt].to = v; //终点
  4. edge[cnt].w = w; //权值
  5. edge[cnt].next = head[u]; //以u为起点上一条边的编号,也就是与这个边起点相同的上一条边的编号
  6. head[u] = cnt++; //更新以u为起点上一条边的编号
  7. }

我们只要知道next,head数组表示的含义,根据上面的数据就可以写出下面的过程:

对于1 2 1这条边:edge[0].to = 2;     edge[0].next = -1;      head[1] = 0;

对于2 3 2这条边:edge[1].to = 3;     edge[1].next = -1;      head[2] = 1;

对于3 4 3这条边:edge[2].to = 4;     edge[2],next = -1;      head[3] = 2;

对于1 3 4这条边:edge[3].to = 3;     edge[3].next = 0;       head[1] = 3;

对于4 1 5这条边:edge[4].to = 1;     edge[4].next = -1;      head[4] = 4;

对于1 5 6这条边:edge[5].to = 5;     edge[5].next = 3;       head[1] = 5;

对于4 5 7这条边:edge[6].to = 5;     edge[6].next = 4;       head[4] = 6;

遍历函数是这样的:


  
  1. for( int i = 1; i <= n; i++) //n个起点
  2. {
  3. cout << i << endl;
  4. for( int j = head[i]; j != -1; j = edge[j].next) //遍历以i为起点的边
  5. {
  6. cout << i << " " << edge[j].to << " " << edge[j].w << endl;
  7. }
  8. cout << endl;
  9. }

第一层for循环是找每一个点,依次遍历以【1,n】为起点的边的集合。第二层for循环是遍历以 i 为起点的所有边,k首先等于head[ i ],注意head[ i ]中存的是以 i 为起点的最后一条边的编号。然后通过edge[ j ].next来找下一条边的编号。我们初始化head为-1,所以找到你最后一个边(也就是以 i 为起点的第一条边)时,你的edge[ j ].next为 -1做为终止条件。

具体代码为:


  
  1. #include<bits/stdc++.h>
  2. using namespace std;
  3. const int maxn = 1005; //点数最大值
  4. int n, m, cnt; //n个点,m条边
  5. struct Edge
  6. {
  7. int to, w, next; //终点,边权,同起点的上一条边的编号
  8. }edge[maxn]; //边集
  9. int head[maxn]; //head[i],表示以i为起点的第一条边在边集数组的位置(编号)
  10. void init()//初始化
  11. {
  12. for ( int i = 0; i <= n; i++) head[i] = -1;
  13. cnt = 0;
  14. }
  15. void add_edge(int u, int v, int w)//加边,u起点,v终点,w边权
  16. {
  17. edge[cnt].to = v; //终点
  18. edge[cnt].w = w; //权值
  19. edge[cnt].next = head[u]; //以u为起点上一条边的编号,也就是与这个边起点相同的上一条边的编号
  20. head[u] = cnt++; //更新以u为起点上一条边的编号
  21. }
  22. int main()
  23. {
  24. cin >> n >> m;
  25. int u, v, w;
  26. init(); //初始化
  27. for ( int i = 1; i <= m; i++) //输入m条边
  28. {
  29. cin >> u >> v >> w;
  30. add_edge(u, v, w); //加边
  31. /*
  32. 加双向边
  33. add_edge(u, v, w);
  34. add_edge(v, u, w);
  35. */
  36. }
  37. for ( int i = 1; i <= n; i++) //n个起点
  38. {
  39. cout << i << endl;
  40. for ( int j = head[i]; j != -1; j = edge[j].next) //遍历以i为起点的边
  41. {
  42. cout << i << " " << edge[j].to << " " << edge[j].w << endl;
  43. }
  44. cout << endl;
  45. }
  46. return 0;
  47. }
  48. /*
  49. 5 7
  50. 1 2 1
  51. 2 3 2
  52. 3 4 3
  53. 1 3 4
  54. 4 1 5
  55. 1 5 6
  56. 4 5 7
  57. */

参考:

https://blog.csdn.net/acdreamers/article/details/16902023#comments

https://blog.csdn.net/ZscDst/article/details/79060993

https://blog.csdn.net/pk__pk/article/details/78432288
 


转载:https://blog.csdn.net/sugarbliss/article/details/86495945
查看评论
* 以上用户言论只代表其个人观点,不代表本网站的观点或立场