C++实现图算法（一）

图是一个很令人头疼的数据结构，一开始确实让人觉得很烦，但随着学的深入，发现图也没有之前看起来的那么绝望。

我学着Mat Buckland的代码自己也写了一个图类，封装了图的很多操作。该图主要用在游戏编程里，所以大部分和游戏有关。

 

这次介绍2个图的辅助类：顶点类（ GraphNodeTypes）和边类（GraphEdgeTypes）。

 

GraphNodeTypes定义如下：

#ifndef GraphNodeTypes_h__#define GraphNodeTypes_h__/********************************************************************创建于:2011/03/17创建于:17:3:2011 21:21基本文件:GraphNodeTypes文件扩展:h作者:王凯目的:该代码主要思想来自于Mat先生的GrapNodeTypes，我将他的代码通过自己的方式创建起来。代码主要用来图算法中的顶点类型描述，方便使用在各种图算法中。*********************************************************************/#include <ostream>#include "Vector2D.h"#include "NodeTypeEnumerations.h"class GraphNode{protected://顶点索引，有效值应为>=0intm_index;public://无参数的构造GraphNode():m_index(invalid_node_index){}//带参数的构造GraphNode(int index):m_index(index){}virtual ~GraphNode(){}//对输出操作符进行重载friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os,const GraphNode& n){os<<"Index:"<<n.m_index<<std::endl;return os;}//对索引信息进行读写操作intIndex()const{return m_index;}voidSetIndex(const int i){m_index = i;}};//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////template<class Extra_Info = void*>class NavGraphNode : public GraphNode{protected://保存顶点位置信息Vector2D m_Postion;//这个指针用来存储一些额外的信息，方便日后扩展Extra_Info m_ExtraInfo;public://无参数的构造NavGraphNode():m_ExtraInfo(Extra_Info()){}//带参数的构造NavGraphNode(int index, Vector2D pos):GraphNode(index), m_Postion(pos),m_ExtraInfo(Extra_Info()){}~NavGraphNode(){}//对位置信息进行读写操作Vector2D Pos() const{ return m_Postion;}void SetPos(const Vector2D newPos){ m_Postion = newPos;}//对额外信息进行读写操作Extra_Info ExtraInfo() const{ return m_ExtraInfo;}void SetExtraInfo(Extra_Info newInfo){ m_ExtraInfo = newInfo;}//friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const NavGraphNode& n){os<<"Index:"<<n.m_index<<" PosX:"<<n.m_Postion.x<<" PosY:"<<n.m_Postion.y<<std::endl;return os;}};#endif // GraphNodeTypes_h__

GraphNodeTypes.h里面有2个类一个是用作基类的GraphNode，一个是用作导航图的顶点NavGraphNode（继承自GraphNode）。

其中NavGraphNode是一个模板类，其模板参数为Extra_Info，这个主要是为了和后续的游戏设计中一些扩展功能的实现提供帮助。

对于一个顶点，我们将它的索引标记为invalid_node_index（其值为-1），这样便于日后的删除顶点操作。

 

 

GraphEdgeTypes定义如下：

#ifndef GraphEdgeTypes_h__#define GraphEdgeTypes_h__/********************************************************************创建于:2011/03/17创建于:17:3:2011 22:42基本文件:GraphEdgeTypes文件扩展:h作者:王凯目的:该代码主要思想来自于Mat先生的GraphEdgeTypes此代码提供对图算法中边类型表示的支持*********************************************************************/#include <ostream>#include "NodeTypeEnumerations.h"class GraphEdge{protected://边连接的两个点，有效值应为>=0int m_iTo;int m_iFrom;//权值double m_dCost;public://无参数的构造GraphEdge():m_dCost(1.0),m_iTo(invalid_node_index),m_iFrom(invalid_node_index){}//省缺权值的构造GraphEdge(int from, int to):m_dCost(1.0),m_iFrom(from), m_iTo(to){}//无省缺的构造GraphEdge(int from, int to , double cost):m_dCost(cost),m_iFrom(from),m_iTo(to){}virtual~GraphEdge(){}int To()const{return m_iTo;}void SetTo(const int newto){m_iTo = newto;}int From()const{ return m_iFrom;}void SetFrom(const int newFrom){m_iFrom = newFrom;}double Cost()const{return m_dCost;}void SetCost(const double newCost){m_dCost = newCost;}//重载==运算符bool operator==(const GraphEdge& rhs){return this->m_dCost == rhs.m_dCost &&this->m_iFrom == rhs.m_iFrom &&this->m_iTo == rhs.m_iTo;}//重载！=运算符bool operator!=(const GraphEdge& rhs){return (*this == rhs);}//重载输出运算符 friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os,const GraphEdge& e){os<<"From:"<<e.m_iFrom<<" To:"<<e.m_iTo<<" Cost:"<<e.m_dCost<<std::endl;return os;}};class NavGraphEdge :public GraphEdge{protected:int m_iFlags;//if this edge intersects with an object (such as a door or lift), then//this is that object's ID. int m_iIDofIntersectingEntity;public://增加图的灵活性，以表示各种地形enum {normal = 0,swim = 1 << 0,crawl = 1 << 1,creep = 1 << 3,jump = 1 << 3,fly = 1 << 4,grapple = 1 << 5,goes_through_door = 1 << 6};//带参数的构造NavGraphEdge(int from, int to, double cost,int flags = 1,int id = -1):GraphEdge(from, to, cost),m_iFlags(flags),m_iIDofIntersectingEntity(id){}~NavGraphEdge(){}int Flages()const{ return m_iFlags;}void SetFlages(int flage){ m_iFlags = flage;}int IDofIntersectingEntity()const{return m_iIDofIntersectingEntity;}void SetIDofIntersectingEntity(int id){m_iIDofIntersectingEntity = id;}//重载输出运算符friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const NavGraphEdge& ne){os<<"From:"<<ne.m_iFrom<<" To:"<<ne.m_iTo<<" Cost:"<<ne.m_dCost<<" Flages:"<<ne.m_iFlags<<" ID:"<<ne.m_iIDofIntersectingEntity<<std::endl;return os;}};#endif // GraphEdgeTypes_h__

GraphEdgeTypes.h里面也有2各类，和上面一样，一个是用作基类的GrapEdge，一个是用作导航图里的NavGraphEdge（继承自GraphEdge）。在一条边里，有一个出发点和一个目标点，还有该边得权值和附加信息，附加信主要用来日后游戏中的一些扩展功能。

 

以上内容若有不足之处，请告知于我，谢谢：）