Java语言无向图教程（从零开始掌握无向图的构建与操作）

如何在 Java 中表示无向图？

常见的表示方法有两种：

• 邻接矩阵（Adjacency Matrix）：使用二维数组，适合稠密图。
• 邻接表（Adjacency List）：使用链表或 ArrayList 的数组，适合稀疏图，更节省空间。

本教程采用 邻接表 方式，这也是面试和实际开发中最常用的方法。

步骤一：定义图的基本结构

我们创建一个 UndirectedGraph 类，内部使用 HashMap 或 ArrayList 数组来存储每个顶点的邻居。

import java.util.*;public class UndirectedGraph {    private Map<Integer, List<Integer>> adjList;    // 构造函数    public UndirectedGraph() {        adjList = new HashMap<>();    }    // 添加顶点    public void addVertex(int vertex) {        adjList.putIfAbsent(vertex, new ArrayList<>());    }    // 添加无向边    public void addEdge(int v1, int v2) {        // 确保两个顶点都存在        addVertex(v1);        addVertex(v2);                // 互相添加邻居        adjList.get(v1).add(v2);        adjList.get(v2).add(v1);    }    // 打印图结构    public void printGraph() {        for (Map.Entry<Integer, List<Integer>> entry : adjList.entrySet()) {            System.out.println("顶点 " + entry.getKey() + " 的邻居: " + entry.getValue());        }    }}  

步骤二：测试你的无向图

现在我们写一个简单的 main 方法来测试这个图：

public class Main {    public static void main(String[] args) {        UndirectedGraph graph = new UndirectedGraph();                // 添加边（自动创建顶点）        graph.addEdge(1, 2);        graph.addEdge(1, 3);        graph.addEdge(2, 4);        graph.addEdge(3, 4);                // 打印图        graph.printGraph();    }}  

运行结果如下：

顶点 1 的邻居: [2, 3]顶点 2 的邻居: [1, 4]顶点 3 的邻居: [1, 4]顶点 4 的邻居: [2, 3]  

扩展功能：图的遍历

掌握了图的构建后，你还可以实现深度优先搜索（DFS）或广度优先搜索（BFS）。这里以 DFS 为例：

public void dfs(int startVertex) {    Set<Integer> visited = new HashSet<>();    dfsHelper(startVertex, visited);}private void dfsHelper(int vertex, Set<Integer> visited) {    visited.add(vertex);    System.out.print(vertex + " ");        for (int neighbor : adjList.getOrDefault(vertex, new ArrayList<>())) {        if (!visited.contains(neighbor)) {            dfsHelper(neighbor, visited);        }    }}  

总结

通过本教程，你已经学会了如何用 Java语言 实现一个基本的 无向图数据结构，包括添加顶点、添加边、打印图以及简单的深度优先遍历。这些是 Java图论基础 的核心内容，也是后续学习最短路径、最小生成树等高级算法的前提。

记住，掌握 邻接表表示无向图 是解决大多数图相关问题的第一步。多加练习，你就能轻松应对算法面试和实际项目中的图结构问题！

关键词回顾：Java无向图实现、无向图数据结构、Java图论基础、邻接表表示无向图