第十一周 项目三 图遍历算法实现
来源:互联网 发布:arp欺骗工具 windows 编辑:程序博客网 时间:2024/04/29 01:09
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- * Copyright(c) 2017,烟台大学计算机学院
- * All rights reserved.
- * 文件名称:
- * 作 者:张翠平
- * 完成日期:2017 年 11 月 22 日
- * 版 本 号:v1.0
- *
- * 问题描述:实现图遍历算法
- * 输入描述:
- * 程序输出:深度优先遍历序列和广度优先遍历序列
- */
- 问题代码:
- graph.h
#ifndef GRAPH_H_INCLUDED#define GRAPH_H_INCLUDED#define MAXV 100 //最大顶点个数#define INF 32767 //INF表示∞typedef int InfoType;//以下定义邻接矩阵类型typedef struct{ int no; //顶点编号 InfoType info; //顶点其他信息,在此存放带权图权值} VertexType; //顶点类型typedef struct //图的定义{ int edges[MAXV][MAXV]; //邻接矩阵 int n,e; //顶点数,弧数 VertexType vexs[MAXV]; //存放顶点信息} MGraph; //图的邻接矩阵类型//以下定义邻接表类型typedef struct ANode //弧的结点结构类型{ int adjvex; //该弧的终点位置 struct ANode *nextarc; //指向下一条弧的指针 InfoType info; //该弧的相关信息,这里用于存放权值} ArcNode;typedef int Vertex;typedef struct Vnode //邻接表头结点的类型{ Vertex data; //顶点信息 int count; //存放顶点入度,只在拓扑排序中用 ArcNode *firstarc; //指向第一条弧} VNode;typedef VNode AdjList[MAXV]; //AdjList是邻接表类型typedef struct{ AdjList adjlist; //邻接表 int n,e; //图中顶点数n和边数e} ALGraph; //图的邻接表类型//功能:由一个反映图中顶点邻接关系的二维数组,构造出用邻接矩阵存储的图//参数:Arr - 数组名,由于形式参数为二维数组时必须给出每行的元素个数,在此将参数Arr声明为一维数组名(指向int的指针)// n - 矩阵的阶数// g - 要构造出来的邻接矩阵数据结构void ArrayToMat(int *Arr, int n, MGraph &g); //用普通数组构造图的邻接矩阵void ArrayToList(int *Arr, int n, ALGraph *&); //用普通数组构造图的邻接表void MatToList(MGraph g,ALGraph *&G);//将邻接矩阵g转换成邻接表Gvoid ListToMat(ALGraph *G,MGraph &g);//将邻接表G转换成邻接矩阵gvoid DispMat(MGraph g);//输出邻接矩阵gvoid DispAdj(ALGraph *G);//输出邻接表G#endif // GRAPH_H_INCLUDED
graph.cpp
#include <stdio.h>#include <malloc.h>#include "graph.h"//功能:由一个反映图中顶点邻接关系的二维数组,构造出用邻接矩阵存储的图//参数:Arr - 数组名,由于形式参数为二维数组时必须给出每行的元素个数,在此将参数Arr声明为一维数组名(指向int的指针)// n - 矩阵的阶数// g - 要构造出来的邻接矩阵数据结构void ArrayToMat(int *Arr, int n, MGraph &g){ int i,j,count=0; //count用于统计边数,即矩阵中非0元素个数 g.n=n; for (i=0; i<g.n; i++) for (j=0; j<g.n; j++) { g.edges[i][j]=Arr[i*n+j]; //将Arr看作n×n的二维数组,Arr[i*n+j]即是Arr[i][j],计算存储位置的功夫在此应用 if(g.edges[i][j]!=0 && g.edges[i][j]!=INF) count++; } g.e=count;}void ArrayToList(int *Arr, int n, ALGraph *&G){ int i,j,count=0; //count用于统计边数,即矩阵中非0元素个数 ArcNode *p; G=(ALGraph *)malloc(sizeof(ALGraph)); G->n=n; for (i=0; i<n; i++) //给邻接表中所有头节点的指针域置初值 G->adjlist[i].firstarc=NULL; for (i=0; i<n; i++) //检查邻接矩阵中每个元素 for (j=n-1; j>=0; j--) if (Arr[i*n+j]!=0) //存在一条边,将Arr看作n×n的二维数组,Arr[i*n+j]即是Arr[i][j] { p=(ArcNode *)malloc(sizeof(ArcNode)); //创建一个节点*p p->adjvex=j; p->info=Arr[i*n+j]; p->nextarc=G->adjlist[i].firstarc; //采用头插法插入*p G->adjlist[i].firstarc=p; } G->e=count;}void MatToList(MGraph g, ALGraph *&G)//将邻接矩阵g转换成邻接表G{ int i,j; ArcNode *p; G=(ALGraph *)malloc(sizeof(ALGraph)); for (i=0; i<g.n; i++) //给邻接表中所有头节点的指针域置初值 G->adjlist[i].firstarc=NULL; for (i=0; i<g.n; i++) //检查邻接矩阵中每个元素 for (j=g.n-1; j>=0; j--) if (g.edges[i][j]!=0) //存在一条边 { p=(ArcNode *)malloc(sizeof(ArcNode)); //创建一个节点*p p->adjvex=j; p->info=g.edges[i][j]; p->nextarc=G->adjlist[i].firstarc; //采用头插法插入*p G->adjlist[i].firstarc=p; } G->n=g.n; G->e=g.e;}void ListToMat(ALGraph *G,MGraph &g)//将邻接表G转换成邻接矩阵g{ int i,j; ArcNode *p; g.n=G->n; //根据一楼同学“举报”改的。g.n未赋值,下面的初始化不起作用 g.e=G->e; for (i=0; i<g.n; i++) //先初始化邻接矩阵 for (j=0; j<g.n; j++) g.edges[i][j]=0; for (i=0; i<G->n; i++) //根据邻接表,为邻接矩阵赋值 { p=G->adjlist[i].firstarc; while (p!=NULL) { g.edges[i][p->adjvex]=p->info; p=p->nextarc; } }}void DispMat(MGraph g)//输出邻接矩阵g{ int i,j; for (i=0; i<g.n; i++) { for (j=0; j<g.n; j++) if (g.edges[i][j]==INF) printf("%3s","∞"); else printf("%3d",g.edges[i][j]); printf("\n"); }}void DispAdj(ALGraph *G)//输出邻接表G{ int i; ArcNode *p; for (i=0; i<G->n; i++) { p=G->adjlist[i].firstarc; printf("%3d: ",i); while (p!=NULL) { printf("-->%d/%d ",p->adjvex,p->info); p=p->nextarc; } printf("\n"); }}
(1)深度优先遍历
main.cpp
#include <stdio.h>#include <malloc.h>#include "graph.h"int visited[MAXV];void DFS(ALGraph *G, int v){ ArcNode *p; int w; visited[v]=1; printf("%d ", v); p=G->adjlist[v].firstarc; while (p!=NULL) { w=p->adjvex; if (visited[w]==0) DFS(G,w); p=p->nextarc; }}int main(){ int i; ALGraph *G; int A[6][6]= { {0,1,1,1,0,0}, {1,0,1,0,1,0}, {1,1,0,0,0,1}, {1,0,0,0,0,1}, {0,1,0,0,0,1}, {0,0,1,1,1,0} }; ArrayToList(A[0], 6, G); for(i=0; i<MAXV; i++) visited[i]=0; printf(" 由2开始深度遍历:"); DFS(G, 2); printf("\n"); for(i=0; i<MAXV; i++) visited[i]=0; printf(" 由0开始深度遍历:"); DFS(G, 0); printf("\n"); return 0;}
运行结果:
(2)广度优先遍历
main.cpp
#include <stdio.h>#include <malloc.h>#include "graph.h"void BFS(ALGraph *G, int v){ ArcNode *p; int w,i; int queue[MAXV],front=0,rear=0; //定义循环队列 int visited[MAXV]; //定义存放节点的访问标志的数组 for (i=0; i<G->n; i++) visited[i]=0; //访问标志数组初始化 printf("%2d",v); //输出被访问顶点的编号 visited[v]=1; //置已访问标记 rear=(rear+1)%MAXV; queue[rear]=v; //v进队 while (front!=rear) //若队列不空时循环 { front=(front+1)%MAXV; w=queue[front]; //出队并赋给w p=G->adjlist[w].firstarc; //找w的第一个的邻接点 while (p!=NULL) { if (visited[p->adjvex]==0) { printf("%2d",p->adjvex); //访问之 visited[p->adjvex]=1; rear=(rear+1)%MAXV; //该顶点进队 queue[rear]=p->adjvex; } p=p->nextarc; //找下一个邻接顶点 } } printf("\n");}int main(){ ALGraph *G; int A[6][6]= { {0,1,1,1,0,0}, {1,0,1,0,1,0}, {1,1,0,0,0,1}, {1,0,0,0,0,1}, {0,1,0,0,0,1}, {0,0,1,1,1,0} }; ArrayToList(A[0], 6, G); printf(" 由2开始广度遍历:"); BFS(G, 2); printf(" 由0开始广度遍历:"); BFS(G, 0); return 0;}
运行结果:
知识点总结和心得体会:
把程序算法用代码实现,不仅加深印象,还可以起到很好的理解作用。
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