C# 数据结构之【图】C#图

shepherd枸杞泡茶2024-11-25 19:02

1. 图的概念

图是一种重要的数据结构，用于表示节点（顶点）之间的关系。图由一组顶点和连接这些顶点的边组成。图可以是有向的（边有方向）或无向的（边没有方向），可以是加权的（边有权重）也可以是无权的。

顶点（Vertex）：图中的基本单位，代表对象。
边（Edge）：连接顶点的线，可以是有向边或无向边。
加权图（Weighted Graph）：边上有权重（表示成本、距离等）。
无向图（Undirected Graph）：边没有方向，表示双向关系。
有向图（Directed Graph）：边有方向，表示单向关系。

2. 创建图的节点模型

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class GraphNode
{
    public int Data { get; set; }
    public List<GraphNode> Neighbors { get; set; }

    public GraphNode(int data)
    {
        Data = data;
        Neighbors = new List<GraphNode>();
    }
}

3. 使用及遍历

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using System;

namespace DataStructure
{
    class Program
    {
        static async Task Main(string[] args)
        {
            // 创建图的节点
            GraphNode node1 = new GraphNode(1);
            GraphNode node2 = new GraphNode(2);
            GraphNode node3 = new GraphNode(3);

            // 添加节点之间的边（无向图，所以相互添加）
            node1.Neighbors.Add(node2);
            node2.Neighbors.Add(node1);

            node2.Neighbors.Add(node3);
            node3.Neighbors.Add(node2);

            // 广度优先搜索遍历图并输出节点值
            Console.WriteLine("广度优先搜索遍历图：");
            BFS(node1);
        }

        static void BFS(GraphNode startNode)
        {
            Queue<GraphNode> queue = new Queue<GraphNode>();
            HashSet<GraphNode> visited = new HashSet<GraphNode>();

            queue.Enqueue(startNode);
            visited.Add(startNode);

            while (queue.Count > 0)
            {
                GraphNode currentNode = queue.Dequeue();
                Console.Write(currentNode.Data + " ");

                foreach (GraphNode neighbor in currentNode.Neighbors)
                {
                    if (!visited.Contains(neighbor))
                    {
                        queue.Enqueue(neighbor);
                        visited.Add(neighbor);
                    }
                }
            }
        }
    }
}

运行结果