本次練習(xí)重點圍繞圖的基本概念及其在數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用展開。圖作為一種非線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),由頂點(節(jié)點)和邊(連接)組成,廣泛應(yīng)用于社交網(wǎng)絡(luò)、路徑規(guī)劃、推薦系統(tǒng)等領(lǐng)域。
在基礎(chǔ)概念部分,需掌握以下要點:圖的定義(有向圖與無向圖)、頂點與邊的表示方法、鄰接矩陣和鄰接表等存儲結(jié)構(gòu)。例如,鄰接矩陣適用于稠密圖,空間復(fù)雜度為O(V2);而鄰接表更適合稀疏圖,空間復(fù)雜度為O(V+E)。
數(shù)據(jù)處理實踐中,圖的遍歷算法是關(guān)鍵。深度優(yōu)先搜索(DFS)和廣度優(yōu)先搜索(BFS)是基礎(chǔ)遍歷方法:DFS通過遞歸或棧實現(xiàn),適用于路徑探索;BFS借助隊列,常用于最短路徑計算。以社交網(wǎng)絡(luò)為例,BFS可快速找出用戶之間的最短聯(lián)系鏈。
需練習(xí)圖的基本操作:
- 添加/刪除頂點或邊
- 計算頂點的度(有向圖分出度與入度)
- 檢測圖中是否存在環(huán)(使用DFS或并查集)
實際數(shù)據(jù)處理時,常結(jié)合具體場景優(yōu)化。例如在交通網(wǎng)絡(luò)中,使用鄰接表存儲城市間的道路,并通過BFS計算最短通行路線。注意處理邊界情況,如孤立頂點或重復(fù)邊。
通過本練習(xí),應(yīng)能獨立實現(xiàn)圖的存儲結(jié)構(gòu),完成遍歷與基礎(chǔ)分析,為后續(xù)復(fù)雜算法(如最小生成樹、最短路徑)奠定基礎(chǔ)。