本次练习重点围绕图的基本概念及其在数据处理中的应用展开。图作为一种非线性数据结构,由顶点(节点)和边(连接)组成,广泛应用于社交网络、路径规划、推荐系统等领域。
在基础概念部分,需掌握以下要点:图的定义(有向图与无向图)、顶点与边的表示方法、邻接矩阵和邻接表等存储结构。例如,邻接矩阵适用于稠密图,空间复杂度为O(V²);而邻接表更适合稀疏图,空间复杂度为O(V+E)。
数据处理实践中,图的遍历算法是关键。深度优先搜索(DFS)和广度优先搜索(BFS)是基础遍历方法:DFS通过递归或栈实现,适用于路径探索;BFS借助队列,常用于最短路径计算。以社交网络为例,BFS可快速找出用户之间的最短联系链。
需练习图的基本操作:
- 添加/删除顶点或边
- 计算顶点的度(有向图分出度与入度)
- 检测图中是否存在环(使用DFS或并查集)
实际数据处理时,常结合具体场景优化。例如在交通网络中,使用邻接表存储城市间的道路,并通过BFS计算最短通行路线。注意处理边界情况,如孤立顶点或重复边。
通过本练习,应能独立实现图的存储结构,完成遍历与基础分析,为后续复杂算法(如最小生成树、最短路径)奠定基础。