那么对于有向图来说,邻接表是有缺陷的。关心了出度问题,想了解入度就必须要遍历整个图才能知道,反之,逆邻接表解决了入度却不了解出度的情况。有没有可能把邻接表与逆邻接表结合起来呢?答案是肯定的,就是把它们整合在一起。这就是我们现在要讲的有向图的一种存储方法:十字链表(Orthogonal List)。

    我们重新定义顶点表结点结构如表7-4-1所示。

    data firstin firstout

    其中firstin表示入边表头指针,指向该顶点的入边表中第一个结点,firstout表示出边表头指针,指向该顶点的出边表中的第一个结点。

    重新定义的边表结点结构如表7-4-2所示。

    tailvex headvex headlink taillink

    其中tailvex是指弧起点在顶点表的下标,headvex是指弧终点在顶点表中的下标,headlink是指入边表指针域,指向终点相同的下一条边,taillink是指边表指针域,指向起点相同的下一条边。如果是网,还可以再增加一个weight域来存储权值。

    比如图7-4-10,顶点依然是存入一个一维数组{v 0 ,v 1 ,v 2 ,v 3 },实线箭头指针的图示完全与图7-4-7的邻接表相同。就以顶点v 0 来说,firstout指向的是出边表中的第一个结点v3 。所以v0 边表结点的headvex=3,而tailvex其实就是当前顶点v0 的下标0,由于v0 只有一个出边顶点,所以headlink和taillink都是空。
    image.png
    我们重点需要来解释虚线箭头的含义,它其实就是此图的逆邻接表的表示。对于v 0 来说,它有两个顶点v 1 和v 2 的入边。因此v 0 的firstin指向顶点v 1 的边表结点中headvex为0的结点,如图7-4-10右图中的①。接着由入边结点的headlink指向下一个入边顶点v 2 ,如图中的②。对于顶点v1,它有一个入边顶点v 2 ,所以它的firstin指向顶点v 2 的边表结点中headvex为1的结点,如图中的③。顶点v 2 和v 3 也是同样有一个入边顶点,如图中④和⑤。

    十字链表的好处就是因为把邻接表和逆邻接表整合在了一起,这样既容易找到以v i 为尾的弧,也容易找到以v i 为头的弧,因而容易求得顶点的出度和入度。而且它除了结构复杂一点外,其实创建图算法的时间复杂度是和邻接表相同的,因此,在有向图的应用中,十字链表是非常好的数据结构模型。