Question

我正在为我正在使用的C ++类进行图形实现。这是我到目前为止所提出的：

struct Edge {
    int weight;
    Vertex *endpoints[2]; // always will have 2 endpoints, since i'm making this undirected
};

struct Vertex {
    int data; // or id
    list<Edge*> edges;
};

class Graph {
public:
    // constructor, destructor, methods, etc.
private:
    list<Vertex> vertices;
};

此刻此刻有点粗糙，但我想我想知道......我错过了一些基本的东西吗？目前看起来有点太容易了，通常这意味着我设计错了。

我的想法是图形只是一个顶点列表，它有一个列表边缘，它有一个边缘列表，它有两个顶点端点。

除了一些函数我将放入图中（如：最短距离，大小，添加顶点等），我在这些结构/类的基本实现中遗漏了什么？

Answer 1

有时你需要设计这样的东西，并不是很明显最有用的实现和数据表示是什么（例如，它是否更好地存储点集合，或边集合，或两者兼而有之？），你会一直遇到这种情况。

例如，您可能会发现您的第一个构造函数不是您真正想要的东西。使Graph类创建顶点而不是传入它们可能更容易。

不要在课堂内工作并玩猜谜游戏，而是先后退一步，先处理客户端代码。例如，您将要创建一个Graph对象，添加一些点，以某种方式连接带有边的点等。

您从客户端拨打电话的顺序将自然而然，功能本身的参数也将自然而然。通过了解客户端的外观，您可以开始自己实现这些功能，实际实现应该更加明显

Answer 2

关于您的实施的评论：

图形是一组对象，其中一些对象是相关的。因此，您当前的实施是一种可行的方式;你建模对象及其之间的关系。

当前实现的优势主要在于沿边缘的恒定查找时间和普遍性。 查找时间：如果要访问节点k的 n 邻居，可以在固定时间内完成。 概括性：这几乎代表了某人可以想到的任何图表，特别是如果您将weight和data的数据类型替换为对象（或Template）。

您当前实现的缺点是它可能比理想慢。查看边缘将是便宜的，但仍然需要两个跃点而不是一个（节点 - >边缘 - >节点）。此外，使用边缘列表将花费您 O（d）时间来查找特定边缘，其中 d 是图形的度数。（你对指针的依赖也要求图表适合一台计算机的内存;你的Facebook图表或美国公路网络都有问题。我怀疑并行计算是你现在关注的问题。）

实施图表时的担忧：

但是，您的问题是询问这是否是最佳方式。这是一个难题，因为图表的几个特定品质可以发挥作用。

边缘信息：如果顶点相关的方式无关紧要（即边缘没有重量或值），使用边缘对象几乎没有意义;这只会减慢你的速度。相反，每个顶点只能保留一个指向其邻居的指针列表，或者其邻居的ID列表。

构造：正如您在评论中注意到的那样，您当前的实现要求在添加边之前有一个顶点可用。总的来说这是事实。但是，您可能希望在添加边时动态创建顶点;这可以使构造看起来更干净，但如果顶点具有非恒定的查找时间将花费更多时间。如果在构建图形之前知道所有顶点，那么首先明确地创建它们然后是边缘可能是有益的。

密度：如果图形是稀疏的（即，每个顶点的边数近似恒定），则邻接列表也是一种好方法。但是，如果它很密集，如果使用adjacency matrix，通常可以提高性能。每个顶点按顺序保存所有其他顶点的列表，因此访问任何边是一个恒定时间操作。

算法：您计划在图表上解决哪些问题？根据图表的表示方式，多个famous graph algorithms的运行时间不同。

<强>附录：

请查看此问题以获取更多可能对您有所帮助的评论： Graph implementation C++

基本的C ++图形实现

2 个答案: