Question

我正在实施一些算法来教自己关于图形以及如何使用它们。你会推荐什么是在Java中最好的方法？我在想这样的事情：

public class Vertex {

    private ArrayList<Vertex> outnodes; //Adjacency list. if I wanted to support edge weight, this would be a hash map.

    //methods to manipulate outnodes
}

public class Graph {
    private ArrayList<Vertex> nodes;
    //algorithms on graphs
}

但我基本上只是做了这件事。还有更好的方法吗？

此外，我希望它能够支持诸如有向图，加权边，多图等香草图的变化。

Answer 1

每个节点都是唯一的名称，并知道它与谁连接。连接列表允许节点连接到任意数量的其他节点。

public class Node {
    public String name;
    public List<Edge> connections;
}

每个连接都是定向的，具有开始和结束，并且是加权的。

public class Edge {
    public Node start;
    public Node end;
    public double weight;
}

图表只是您的节点集合。而不是List<Node>考虑Map<String, Node>按名称快速查找。

public class Graph {
    List<Node> nodes;
}

Answer 2

如果您需要加权边和多图，则可能需要添加另一个类边。

我还建议使用泛型来指定当前使用的Vertex和Edge的哪个子类。例如：

public class Graph<V extends Vertex> {
List<V> vertices;
...
}

在实现图算法时，您还可以为算法可以运行的图类定义接口，以便您可以使用实际图形表示的不同实现。例如，连接良好的简单图表可以通过 adjacency matrix 更好地实现，较稀疏的图表可能由 adjacency lists 表示 - 所有这些取决于...

BTW高效地构建这样的结构可能非常具有挑战性，所以也许你可以给我们一些关于你想用它们做什么工作的更多细节？对于更复杂的任务，我建议您查看各种Java图形库，以获得一些灵感。

Answer 3

查看http://jung.sourceforge.net/doc/index.html图表库。您仍然可以练习实现自己的算法（可能是广度优先或深度优先搜索开始），但您无需担心创建图形结构。

Answer 4

为什么不保持简单并使用adjacency matrix或adjacency list？

Answer 5

前一段时间我遇到了同样的问题并完成了自己的实施。我建议你实现另一个类：Edge。然后，顶点将具有边缘列表。

public class Edge {
    private Node a, b;
    private directionEnum direction;     // AB, BA or both
    private int weight;
    ...
}

它对我有用。但也许这么简单。如果您查看代码，可以使用此库来帮助您：http://jgrapht.sourceforge.net/

Answer 6

当你到达想要渲染图形的位置时，我会高度推荐graphviz。

及其同伴：看看Laszlo Szathmary's GraphViz class以及notugly.xls。

Answer 7

即使在这个问题的时候，3年前，Sage（完全免费）已经存在并且非常擅长图论。但是，在2012年它是关于最好的图论工具。因此，Sage已经内置了大量的图论材料，包括其他免费和开源的东西。因此，简单地处理各种事情以便学习更容易，因为不需要编程。

而且，如果您对编程部分感兴趣，首先Sage是开源的，因此您可以看到任何已存在的代码。其次，如果你真的想要练习，你可以重新编写你想要的任何功能，或者你可以成为第一个编程不存在的东西。在后一种情况下，您甚至可以提交新功能，并使Sage更好地适用于所有其他用户。

目前，这个答案可能对OP没有用（因为它已经有3年了），但希望它对将来看到这个问题的任何其他人都有用。

Answer 8

Graph的Adjacency List实现适用于解决大多数与图形相关的问题。

我的博客上的here的Java实现是{{3}}。

Answer 9

class Graph<E> {
    private List<Vertex<E>> vertices;

    private static class Vertex<E> {
        E elem;
        List<Vertex<E>> neighbors;
    }
}

Answer 10

由Robert Sedgwick编写的简单陈述＃39;和凯文韦恩＆＃39;可在http://algs4.cs.princeton.edu/41graph/Graph.java.html

获取

从上页复制的说明。

Graph类表示顶点的无向图    名称为0至 V - 1。

它支持以下两个主要操作：向图形添加边缘，    迭代邻近顶点的所有顶点。它还提供    返回顶点数 V 的方法和数字    边 E 。允许平行边缘和自环。    按照惯例，自循环 v - v 出现在     v 的邻接列表两次，并为学位贡献两个    of v 。

此实现使用邻接列表表示，其中   是Bag对象的顶点索引数组。   所有操作都需要恒定的时间（在最坏的情况下）除外   迭代与给定顶点相邻的顶点   时间与这些顶点的数量成正比。

Answer 11

学习算法时，在确定表示形式时不应考虑编程语言（Java）。每个问题都可以受益于独特的表示形式，此外，对其进行设计可以增加一点学习。首先不依赖特定语言即可解决问题，然后任何特定语言的表示都会自然地流动。

当然，一般的表示形式和库在实际应用中很有用。但是其中一些也可以从一些定制中受益。使用其他答案来了解可用的不同技术，但在适当时考虑进行定制。

Answer 12

class Vertex {
    private String name;
    private int score; // for path algos
    private boolean visited; // for path algos
    List<Edge> connections;
}

class Edge {
    private String vertex1Name; // same as Vertex.name
    private String vertex2Name;
    private int length;
}

class Graph {
    private List<Edge> edges;
}

Java：如何表示图形？

12 个答案: