JAVA Graph / DFS实现

Question

我有一个小小的困境，我想建议 -

我正在实现一个图形（定向），我想让它更通用 - 即Graph，其中T是节点（顶点）中的数据。 要向图表添加顶点，请添加（T t）。 该图形将T包裹到一个将T保持在内部的顶点。

接下来我想在图上运行DFS - 现在这就是我的困境 - 我应该在顶点（作为成员）保留“访问”标记还是在运行DFS（顶点 - >状态图）时启动一些地图？

保持它在顶点不太通用（顶点不应该熟悉DFS算法和实现）。 但是创建地图（顶点 - >状态）非常耗费空间。

你怎么看？

非常感谢！

Answer 1

如果您需要运行算法，尤其是更复杂的算法，您将很快发现必须将所有类型的数据与顶点相关联。 使用图形项存储数据的通用方法是一个好主意，当然，读取和写入数据的访问时间应该是O（1），理想情况下。 简单的实现可能是使用HashMap，它对大多数情况都有O（1）访问时间，但因子相对较高。

对于yFiles Graph Drawing Library，他们添加了一种机制，其中数据实际存储在元素本身，但您可以根据需要分配尽可能多的数据槽。 这类似于使用每个元素管理Object[]并将索引作为“map”使用数据数组。 如果您的图形没有改变，另一种策略是使用元素本身（只是整数）存储图形中元素的索引，然后使用该索引索引到数组中，对于每个“数据映射”，您基本上具有一个数组元素数量的大小。 这两种技术都可以很好地扩展并提供最佳的访问时间，除非您的数据非常稀疏（实际上只需要存储数据的一小部分元素）。

“元素Object[] ”方法：

• 在您的顶点和边类中，添加一个Object[]类型的字段，它是包私有的。
• 实现一个Map接口，提供T getData(Vertex)和void setData(Vertex, T ）
• 该接口的一个实现可以由HashMap<Vertex,T>但我建议的实际上只存储一个整数index ，用于索引顶点的Object[]数组。
• 在你的graph类中添加一个方法createMap ，它跟踪used和free索引并创建上面类的新实例，其getter和setter实现使用Vertex类的包private字段来实际访问数据

“One Array”方法：

• 将包私有整数字段添加到Vertex类
• 保持整数字段与图表中顶点的顺序同步 - 第一个Vertex的索引为0 ，等等。
• 在替代地图实现中，您最初分配一个具有顶点数量大小的T[] 。
• 在getter和setter实现中，您获取Vertex的索引并使用它来访问数组中的值。

对于DFS算法，我会选择“一个数组” - 方法，因为你可以使用一个byte []（或者如果“访问”只需要你甚至可以使用BitSet ）来提高空间效率，你可能会填充如果图表已连接，则DFS中所有顶点的数据。 这应该比基于HashMap的方法执行得更好，并且不需要装箱和拆箱来将数据存储在Object[] 。