C ++中的无向加权图数据结构

Question

我正在学习 C++，感谢您通过回答我的问题来帮助我理解基本概念的支持。我确信我需要学习很多东西，但我需要一些建议来帮助我找到正确的方法。 我遇到的问题在下面解释。

我想实现一个类以在 C++ 中创建图形。正如我所注意到的，我可以使用矩阵，但我对矩阵不感兴趣，正如您稍后会看到的那样。 该图是无向的和加权的。该图是节点向量，我使用标准库向量。 图的每个节点（顶点）都有以下参数和一些邻居。

node_index, node_degree, X, Y , Z.

邻居也是节点，我可以为它们定义一个节点向量。 但是，我不喜欢创建节点向量有 3 个原因。 首先，我不需要

Y,Z

来自邻居。我还需要这个节点和它的每个邻居之间的权重。 其次，我需要分别计算每个节点的node_degree，X，如果我有重复的节点作为邻居，我需要手动更新它们，这是额外的工作。 第三，图表会很大，我不想将宝贵的内存浪费在无用的信息上。

话虽如此，我正在考虑创建一个基类，以后我可以从中派生 Node 类和 Neighbor 类。然后对于邻居，我保留一个指向每个邻居开头的指针向量。 我不知道怎么做，但我想我可以将该指针转换为基类，通过使用它，我可以从相邻节点检索我需要的信息。

换句话说，我试图保持指向邻居的指针，当我更新邻居参数时，我直接使用指针访问节点的最新信息。

能否提供我应该学习实施的相关主题的链接？

如果这是一个非常糟糕的主意（通过解释问题），请告诉我什么是更好或最好的方法。

Answer 1

我建议你使用Link 结构，来表示图中的一条边：

struct Link
{
  Node *N;
  float weight;
}

那么每个Node可以包含

vector<Link> neighbors;

这样就没有节点重复了。存在权重重复，因为如果节点 A 有一个指向节点 B 的链接，那么节点 B 有一个指向节点 A 的具有相同权重的链接。如果该权重的重复是一个问题（例如，如果图太大权重的存储很昂贵，或者如果权重经常更新），那么您可以使 Link 双向（两个 Node* 和一个权重）并给每个节点

vector<*Link>

这种情况下代码会稍微复杂一些，但这是效率的代价。