java算法-邻接矩阵的深度与广度遍历

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Java算法-图的表示方式

图是用来表示结点之间相互连接的一种状态,无向图是一种特殊的有向图。 所以无论是邻接矩阵还是邻接表都可以用来表示有向或者无向图。

一般情况下直接告诉你那个节点是互相连接的问题相对比较简单的,而给出一个二维矩阵的时候需要根据条件进行判断了,并不一定上下左右相邻的节点就是相互连接的节点。

一般有些时候会很明确的告诉你哪些点是连接在一起的,比如下面的例子:

7 12
1 2
6 1
3 1
2 3
2 4
2 5
2 7
3 4
4 5
5 6
5 7
6 7
​

直接告诉你1和2、6和1是互相连接的了。

而在二维矩阵中,只会告诉你移动的规则,需要进一步的自己来确定节点间有无连接。 只能向右或向下移动,求经过数字1最多的路线:

6
0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0
0 0 0 1 0 0
1 1 0 0 0 0
1 0 1 0 0 0 
1 0 0 1 0 0 
​

只能向左或向右移动,求到矩阵右下角所经过值总和最小的路线:

4
1 2 0 3
1 3 2 1
2 3 2 3
1 2 1 1 
​

只能由高的数字往低的数字移动,经过的最长路线: (PS:示上下左右数字低的节点与自己是相连的)

4 4
7 8 9 10
6 15 16 11
5 14 13 12
4 3 2 1
​

当然矩阵也可以是无向图。 比如计算有几个区块,表示上下左右只要是1的就与自己相连了:

4 5
1 1 0 1 0
1 0 1 0 1
0 1 0 1 0
1 0 0 1 1
​

邻接矩阵下的深度与广度

示例:只能向右或者往下走,可以经过最多1的个数:

6
0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0
0 0 0 1 0 0
1 1 0 0 0 0
1 1 1 1 0 0
1 1 1 0 0 0
​

深度优先遍历

​
public class DGraph {
    static int[][] Map;
    static boolean[] visited;
    static int MaxCount;
    static int Count;
    static int N;
	public static void main(String[] args) {
		Scanner sc = new Scanner(System.in);
		 N = sc.nextInt();//点的个数
		 Map = new int[N][N];
		 visited = new boolean[N*N];
		 for(int i=0;i<N;i++) {
			 for(int j=0;j<N;j++) {
				 int num = sc.nextInt();
				 Map[i][j] = num;
			 }
		 }
		 
		 
		 MaxCount = 0;
		 for(int i =0;i<N;i++) {
			 for(int j =0;j<N;j++) {
				 int sum = Map[i][j];
				 DFS(i,j,sum);
			 }
		 }
		
		 System.out.println(MaxCount);
		
	}
	private static void DFS(int i,int j,int sum) {
		// TODO Auto-generated method stub
		if(i==N-1&&j==N-1) {
			MaxCount = MaxCount<sum?sum:MaxCount;
			return;
		}
		if(i<N-1) {
			DFS(i+1,j, sum+Map[i+1][j]);
		}
		if(j<N-1) {
			DFS(i,j+1, sum+Map[i][j+1]);
		}
	}

}
​

输出:

image.png

广度优先遍历

不需要加标识位visited,因为图中的一个点只有可能是从左边或者上边过来的,所以要判断一下从左边过来的大还是从上边过来的大。

​
import java.util.LinkedList;
import java.util.Queue;
import java.util.Scanner;

public class Test{
static int R;
static int C;
static int[][] Map;
static boolean[][] visited;
static int count;
public static void main(String[] args) {
	Scanner scanner = new Scanner(System.in);
	R = scanner.nextInt();
	C = scanner.nextInt();
	Map = new int[R][C];
	visited = new boolean[R][C];
	for(int i=0;i<R;i++) {
		for(int j=0;j<C;j++) {
			Map[i][j] = scanner.nextInt();
		}
	}
	Queue<Integer[]> queue = new LinkedList<Integer[]>();
	int totalCount = 0;
	for(int i=0;i<R;i++) {
		for(int j=0;j<C;j++) {
			count = 0;
			float sum = 0;
			if(Map[i][j]==1&&(!visited[i][j])) {
				visited[i][j] = true;
				count++;
				queue.add(new Integer[] {i,j});
				while(!queue.isEmpty()) {
					Integer[] tops = queue.poll();
					int m = tops[0];
					int n = tops[1];
					if(m<R-1) {//只有右边和下边的,因为从上面来的,说明上面已经visitied了,不会再次访问
						if(Map[i+1][j]==1&&(!visited[i+1][j])) {
							visited[i+1][j] = true;
							count++;
							queue.add(new Integer[] {i+1,j});
						}
					}
					if(n<C-1) {
						if(Map[i][j+1]==1&&(!visited[i][j+1])) {
							visited[i][j+1] = true;
							count++;
							queue.add(new Integer[] {i,j+1});
						}
					}
				}
				sum+=count;
				totalCount+=Math.round(sum/2);
			}
		}
	}
	System.out.println(totalCount);
}
}
​

输出:

5