链式前向星解析

news2024/11/27 12:36:09

树形DP涉及到图存储,先复习一下链式前向星存储图,便于理解上篇的树形DP。对于图数据结构的存储,我们除了采用邻接矩阵(消耗空间,不常用)、邻接表,还有一种方法就是链式前向星。
链式前向星存储图结构时,需要定义头结点数组和边结点数组。

struct node{
    int to,next;
}edge[max_edge_nums];//边集数组,边数一般要设置比maxn*maxn大的数,如果题目有要求除外

int head[max_node_nums];//头结点数组

头结点数组内存放图上所有结点的编号;边结点数组中存放边终点的编号和下一条边的编号(下一条边与当前边共起点,但不共终点)。
程序设计中的输入多为边集合,即给定多组(起点,终点)的有序数对。
比如给定:
0,2
4,0
0,3
1,2
3,4
0,1
4,2
我们可以依次画出对应的有向图,有向线段的次序(即第几条有向边)也用序号标出。
在这里插入图片描述
与邻接表很相似,链式前向星也开辟一块数组空间head,数组大小为拓补图中结点个数,上图中有0~4号节点,所以数组大小为5,数组内存储边的序号,数组中所有元素均初始化为-1(因为没有第-1条边,边序号从0开始)
在这里插入图片描述
当输入第 0 条边
0,2
表示以 0 号结点为起点往外发第 0 条边,终点为 2 号结点。
效果如下:
在这里插入图片描述
与单链表插入结点类似,先给edge[0]结点的值域内存入 to 和 nxt 值,nxt值继承 head[0] ,再修改head[0]。这里,head[i] edge[i].to 和 edge[i].nxt内存放的都是边结点数组的下标。

当输入第 1条边
4,0
效果如下:
在这里插入图片描述

当输入第 2 条边
0,3
效果如下:
在这里插入图片描述

这里与单链表头插法类似,先填充 edge[2] 的终点(即第二条边指向的终点)和下一条边编号(继承 head[0] 内值),然后修改 head[0] 内值,使得以 0 为起点的第一条边是 2 号边,而非初始的 0 号边。如此第 0 号边便是第 2 号边共起点的下一条边。
输入接下来四条边,均采用头插法,得到了邻接表结构。
在这里插入图片描述

添加一条边代码如下

void add(int u,int v)
{   // 添加一条边,idx初始为0,从第 0 条边开始添加
    edge[idx].to=v; 
    edge[idx].next=head[u];
    
    // 修改头结点指向的下一条边,头插
    head[u]=cnt++;
}

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