Grafy a jejich implementace
Graf je reprezentován množinou vrcholů (uzlů) V, které mohou být spojeny určitým počtem hran H. Graf je poté definován jako G(V,H)
- Neorientovaný graf: Hrany grafu nejsou orientované, tedy pokud vede hrana z uzlu 1 do uzlu 5, vede i z uzlu 5 do uzlu 1 a platí tedy (u1, u2) = (u2, u1)
- Orientovaný graf: Hrany grafu jsou orientované (jednosměrné), tedy pokud vede hrana z uzlu 1 do uzlu 5, nevede automaticky zpět z uzlu 5 do uzlu 1 a platí tedy (u1, u2) != (u2, u1)
- Ohodnocený graf: Každá hrana má přižezenou svoji hodnotu (číslo). Tyto hodnoty pak udávají například délku hrany, propustnost nebo třeba cenu za přechod po dané hraně.
- Neohodnocený graf: Všechhny hrany grafu jsou si rovny (v podstatě jsou všechny ohodnoceny stejným číslem), takže nemá smysl uchocácat informaci o jejich ohodnocení.
Implementace grafu pomocí spojového seznamu (seznam sousednosti)
Máme seznam vrcholů a pro každý z nich máme seznam vrcholů, se kterými sousedí. Lze tak implementovat všechny 3 typy grafů (v obousměrných budou sousednosti v seznamech obou vrcholů sdílejících hranu, ohodnocení vrcholů je uloženo v seznamu vrcholů, ohodnocení hran je v seznamu sousednosti)
Problém metody je v složitosti hledání existence hrany, jelikož musíme procházet seznamy sousednost (Pro velké grafy pomalé, na druhou stranu pro řídké grafy méně pamětově náročné)
Implementace grafu pomocí matice sousednosti
Stejný graf jako v předchozím případě
Vytvoříme matici v*v prvků, kde v je počet vrcholů a hrany reprezentujeme jedničkami, zbytek matice jsou nuly.
Vidíme, že neorientovaný graf produkuje symetrickou matici, je tedy možné horní polovinu zanedbat a ušetřit tak paměť. Věškeré operace jsou O(1) (pokud použijeme 2rozměrné pole), paměťově je však tato implementace náročnější, jelikož alokujeme paměť i pro místa, kde hrany nejsou. Tato metoda je tedy vhodná pro časté vyhledávání ve větších grafech.
Ohodnocení lze provést uložením hodnoty místo jedniček, na diagonále lze ohodnotit vrcholy.
