邻接表和图

Question

我正在尝试通过邻接表构建一个图，这意味着我需要一个所有节点的列表，并且在每个节点类中，我还需要一个数据结构来保存所有相邻的节点。我只是想知道做这件事的最佳结构是什么(快速搜索目标节点类)。数组可以工作吗？

Answer 1

这是在Ruby中构建有向图的一种方法，其中每个节点都维护对其后继节点的引用，但可以通过名称引用节点。首先，我们需要一个节点类：

class Node

  attr_reader :name

  def initialize(name)
    @name = name
    @successors = []
  end

  def add_edge(successor)
    @successors << successor
  end

  def to_s
    "#{@name} -> [#{@successors.map(&:name).join(' ')}]"
  end

end

每个节点维护对其后继节点的引用。由于不知道需要什么类型的操作，我还没有定义任何实际进行图遍历的操作，但是每个节点都有对其后继节点的引用，这使得遍历图变得微不足道。

现在我们将创建一个类来表示整个图：

class Graph

  def initialize
    @nodes = {}
  end

  def add_node(node)
    @nodes[node.name] = node
  end

  def add_edge(predecessor_name, successor_name)
    @nodes[predecessor_name].add_edge(@nodes[successor_name])
  end

  def [](name)
    @nodes[name]
  end

end

这个类保存了它的节点的散列，按名称作为关键字。这使得检索特定节点变得容易。

下面是一个包含循环的图的示例：

graph = Graph.new
graph.add_node(Node.new(:a))
graph.add_node(Node.new(:b))
graph.add_node(Node.new(:c))
graph.add_edge(:a, :b)
graph.add_edge(:b, :c)
graph.add_edge(:c, :a)
puts graph[:a]    #=> a -> [b]
puts graph[:b]    #=> b -> [c]
puts graph[:c]    #=> c -> [a]