JAVA Graph / DFS實現

Question

我有一個小小的困境，我想建議 -

我正在實現一個圖形（定向），我想讓它更通用 - 即Graph，其中T是節點（頂點）中的數據。 要向圖表添加頂點，請添加（T t）。 該圖形將T包裹到一個將T保持在內部的頂點。

接下來我想在圖上運行DFS - 現在這就是我的困境 - 我應該在頂點（作為成員）保留“訪問”標記還是在運行DFS（頂點 - >狀態圖）時啟動一些地圖？

保持它在頂點不太通用（頂點不應該熟悉DFS算法和實現）。 但是創建地圖（頂點 - >狀態）非常耗費空間。

你怎么看？

非常感謝！

Answer 1

如果您需要運行算法，尤其是更復雜的算法，您將很快發現必須將所有類型的數據與頂點相關聯。 使用圖形項存儲數據的通用方法是一個好主意，當然，讀取和寫入數據的訪問時間應該是O（1），理想情況下。 簡單的實現可能是使用HashMap，它對大多數情況都有O（1）訪問時間，但因子相對較高。

對於yFiles Graph Drawing Library，他們添加了一種機制，其中數據實際存儲在元素本身，但您可以根據需要分配盡可能多的數據槽。 這類似於使用每個元素管理Object[]並將索引作為“map”使用數據數組。 如果您的圖形沒有改變，另一種策略是使用元素本身（只是整數）存儲圖形中元素的索引，然后使用該索引索引到數組中，對於每個“數據映射”，您基本上具有一個數組元素數量的大小。 這兩種技術都可以很好地擴展並提供最佳的訪問時間，除非您的數據非常稀疏（實際上只需要存儲數據的一小部分元素）。

“元素Object[] ”方法：

• 在您的頂點和邊類中，添加一個Object[]類型的字段，它是包私有的。
• 實現一個Map接口，提供T getData(Vertex)和void setData(Vertex, T ）
• 該接口的一個實現可以由HashMap<Vertex,T>但我建議的實際上只存儲一個整數index ，用於索引頂點的Object[]數組。
• 在你的graph類中添加一個方法createMap ，它跟蹤used和free索引並創建上面類的新實例，其getter和setter實現使用Vertex類的包private字段來實際訪問數據

“One Array”方法：

• 將包私有整數字段添加到Vertex類
• 保持整數字段與圖表中頂點的順序同步 - 第一個Vertex的索引為0 ，等等。
• 在替代地圖實現中，您最初分配一個具有頂點數量大小的T[] 。
• 在getter和setter實現中，您獲取Vertex的索引並使用它來訪問數組中的值。

對於DFS算法，我會選擇“一個數組” - 方法，因為你可以使用一個byte []（或者如果“訪問”只需要你甚至可以使用BitSet ）來提高空間效率，你可能會填充如果圖表已連接，則DFS中所有頂點的數據。 這應該比基於HashMap的方法執行得更好，並且不需要裝箱和拆箱來將數據存儲在Object[] 。