第十二周项目五——拓扑排序算法验证

*Copyright(c)2017,烟台大学计算机与控制工程学院                                  *All rights reservrd.                                     *作者：王长青                                  *完成时间：2017年12月9日                                  *版本号：v1.0                                  *问题描述:拓扑排序算法的验证  *问题输入:无      *问题输出：见截图   

如图：

graph.h:

#pragma once#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G  void ListToMat(ALGraph *G, MGraph &g);//将邻接表G转换成邻接矩阵g  void DispMat(MGraph g);//输出邻接矩阵g  void DispAdj(ALGraph *G);//输出邻接表G 

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", "∞");elseprintf("%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");}}

源.cpp:

#include <iostream>#include <stdio.h>  #include <malloc.h>  #include "graph.h"  void TopSort(ALGraph *G){int i, j;int St[MAXV], top = -1;            //栈St的指针为top  ArcNode *p;for (i = 0; i<G->n; i++)          //入度置初值0  G->adjlist[i].count = 0;for (i = 0; i<G->n; i++)          //求所有顶点的入度  {p = G->adjlist[i].firstarc;while (p != NULL){G->adjlist[p->adjvex].count++;p = p->nextarc;}}for (i = 0; i<G->n; i++)if (G->adjlist[i].count == 0)  //入度为0的顶点进栈  {top++;St[top] = i;}while (top>-1)                  //栈不为空时循环  {i = St[top];top--;              //出栈  printf("%d ", i);            //输出顶点  p = G->adjlist[i].firstarc;   //找第一个相邻顶点  while (p != NULL){j = p->adjvex;G->adjlist[j].count--;if (G->adjlist[j].count == 0)//入度为0的相邻顶点进栈  {top++;St[top] = j;}p = p->nextarc;       //找下一个相邻顶点  }}}int main(){ALGraph *G;int A[7][7] ={{ 0,0,1,0,0,0,0 },{ 0,0,0,1,1,0,1 },{ 0,0,0,1,0,0,0 },{ 0,0,0,0,1,1,0 },{ 0,0,0,0,0,0,0 },{ 0,0,0,0,0,0,0 },{ 0,0,0,0,0,1,0 }};ArrayToList(A[0], 7, G);DispAdj(G);printf("\n");printf("拓扑序列:");TopSort(G);printf("\n");system("pause");return 0;}

程序运行截图：