/**图的深、广度优先搜索*/#include<stdio.h>//EOF(=^Z或F6),NULL #include<stdlib.h>#include<string.h>#define MAX_NAME 5//顶点字符串的最大长度+1#define MAX_INFO 20//相关信息字符串的最大长度+1typedef int VRType;typedef char InfoType;typedef char VertexType[MAX_NAME];typedef int Boolean;//Boolean是布尔类型,其值是1或0#define MAX_VEX_NUM 20typedef struct {VRType adj;//顶点关系类型InfoType *info;//该弧相关信息的指针}ArcCell,AdjMatrix[MAX_VEX_NUM][MAX_VEX_NUM];typedef struct{VertexType vexs[MAX_VEX_NUM];AdjMatrix arcs;int vexnum,arcnum;//当前顶点数和弧数}MGraph;typedef struct QNode{VRType info;struct QNode *link;}QNode,*QueuePtr;typedef struct LinkQueue{QueuePtr f;//队头、队尾指针QueuePtr r;}*PLinkQueue;/*构造一个空队列*/PLinkQueue createEmptyQueue_link(void){PLinkQueue p_queue;p_queue=(PLinkQueue)malloc(sizeof(struct LinkQueue));if(NULL!=p_queue){p_queue->f=NULL;p_queue->r=NULL;}elseprintf("Out of space!\n");return p_queue;}bool isEmptyQueue_link(PLinkQueue p_queue){return p_queue->f==NULL;}void enQueue_link(PLinkQueue p_queue,VRType vt){QueuePtr p;p=(QueuePtr)malloc(sizeof(struct QNode));if(NULL==p){printf("Out of space!\n");exit(-1);}else{p->info=vt;//将元素写入数据域p->link=NULL;//填写新结点信息if(NULL==p_queue->f){p_queue->f=p;p_queue->r=p;}else{p_queue->r->link=p;p_queue->r=p;}}}void deQueue_link(PLinkQueue p_queue){QueuePtr p;if(NULL==p_queue->f){printf("EmptyQueue\n");exit(-1);}else{p=p_queue->f;if(p_queue->f==p_queue->r)p_queue->r=NULL;p_queue->f=p->link;free(p);}}VRType top_link(PLinkQueue p_queue){if(NULL==p_queue->f){printf("EmptyQueue\n");exit(-1);}return p_queue->f->info;} /* 初始条件:图G存在,u和G中顶点有相同特征 *//* 操作结果:若G中存在顶点u,则返回该顶点在图中位置;否则返回-1 */int getLocateVex(MGraph G,VertexType u){int i;for(i=0;i<G.vexnum;++i){if(strcmp(u,G.vexs[i])==0){return i;}}return -1;}/* 采用数组(邻接矩阵)表示法,构造无向图G */int createUDG(MGraph *G){int i,j,k,l,IncInfo;char s[MAX_INFO],*info;VertexType va,vb;printf("请输入无向图G的顶点数，边数，边是否含有其他信息(是:1,否:0)");scanf("%d%d%d",&(*G).vexnum,&(*G).arcnum,&IncInfo);printf("请输入%d个顶点的值(<%d个字符)",(*G).vexnum,MAX_NAME);for(i=0;i<(*G).vexnum;++i)//构造顶点向量scanf("%s",(*G).vexs[i]);for(i=0;i<(*G).vexnum;++i)for(j=0;j<(*G).vexnum;++j){(*G).arcs[i][j].adj=0;(*G).arcs[i][j].info=NULL;}printf("请输入%d条边的顶点1 顶点2(以空格作为间隔):\n",(*G).arcnum);for(k=0;k<(*G).arcnum;++k){scanf("%s%s",va,vb);i=getLocateVex(*G,va);j=getLocateVex(*G,vb);if(i<0||j<0){printf("输入的节点不匹配!\n");}(*G).arcs[i][j].adj=(*G).arcs[j][i].adj=1;//无向图if(IncInfo){printf("请输入该边的相关信息(<%d个字符):",MAX_INFO);gets(s);l=strlen(s);if(l){info=(char *)malloc((l+1)*sizeof(char));strcpy(info,s);(*G).arcs[i][j].info=(*G).arcs[j][i].info=info;//无向图}}}return 1;}/* 初始条件: 图G存在,v是G中某个顶点 *//* 操作结果: 返回v的第一个邻接顶点的序号。若顶点在G中没有邻接顶点,则返回-1 */int FirstAdjVex(MGraph G,VertexType v){int i,k;k=getLocateVex(G,v);for(i=0;i<G.vexnum;i++)//k为顶点v在图G中的序号 {if(G.arcs[k][i].adj!=0){return i;}}return -1;}/* 初始条件: 图G存在,v是G中某个顶点,w是v的邻接顶点 *//* 操作结果: 返回v的(相对于w的)下一个邻接顶点的序号, *//* 若w是v的最后一个邻接顶点,则返回-1 */int NextAdjVex(MGraph G,VertexType v,VertexType w){int i=0,k1,k2;k1=getLocateVex(G,v);//k1为顶点v在图G中的序号 k2=getLocateVex(G,w);//k2为顶点w在图G中的序号for(i=k2+1;i<G.vexnum;i++){if(G.arcs[k1][i].adj!=0){return i;}}return -1;}Boolean visited[MAX_VEX_NUM];//访问标志数组int (*VisitFunc)(VertexType);//函数变量/* 从第v个顶点出发递归地深度优先遍历图G*/void DFS(MGraph G,int v){int w;visited[v]=1;//设访问标志为已访问VisitFunc(G.vexs[v]);//访问第v个顶点for(w=FirstAdjVex(G,G.vexs[v]);w>=0;w=NextAdjVex(G,G.vexs[v],G.vexs[w])){if(!visited[w]){DFS(G,w);}}}/* 初始条件: 图G存在,Visit是顶点的应用函数。*//* 操作结果: 从第1个顶点起,深度优先遍历图G,并对每个顶点调用函数Visit *//* 一次且仅一次。一旦Visit()失败,则操作失败 */void DFSTraverse(MGraph G,int(*Visit)(VertexType)){int v;VisitFunc=Visit;//使用全局变量VisitFunc，使DFS不必设函数指针参数for(v=0;v<G.vexnum;v++)visited[v]=0;//访问数组初始化(未访问)for(v=0;v<G.vexnum;v++)if(!visited[v])DFS(G,v);//对未访问的顶点调用DFSprintf("\n\n");}/* 初始条件: 图G存在,Visit是顶点的应用函数。*//* 操作结果: 从第1个顶点起,按广度优先非递归遍历图G,并对每个顶点调用函数 *//* Visit一次且仅一次。一旦Visit()失败,则操作失败。 *//* 使用辅助队列Q和访问标志数组visited */void BFSTraverse(MGraph G,int(*Visit)(VertexType)){int v,u,w;PLinkQueue p_queue;for(v=0;v<G.vexnum;v++)visited[v]=0;//置出值p_queue=createEmptyQueue_link();//初始化辅助队列for(v=0;v<G.vexnum;v++){if(!visited[v])//v尚未访问{visited[v]=1;//设访问标志为已访问Visit(G.vexs[v]);//访问第v个顶点enQueue_link(p_queue,v);while(!isEmptyQueue_link(p_queue)){u=top_link(p_queue);deQueue_link(p_queue);//队头元素出队并置为ufor(w=FirstAdjVex(G,G.vexs[u]);w>=0;w=NextAdjVex(G,G.vexs[u],G.vexs[w]))if(!visited[w])//w为u的尚未访问的邻接顶点的序号 {visited[w]=1;Visit(G.vexs[w]);enQueue_link(p_queue,w);}}}}printf("\n\n");}int visit(VertexType v){printf("%s ",v);return 1;}/*输出邻接矩阵*/void printGraph(MGraph G){int i,j;printf("%d个顶点%d条无向图的边\n",G.vexnum,G.arcnum);for(i=0;i<G.vexnum;++i)printf("G.vexs[%d]=%s\n",i,G.vexs[i]);printf("G.arcs.adj:\n"); /* 输出G.arcs.adj */for(i=0;i<G.vexnum;i++){for(j=0;j<G.vexnum;j++)printf("%6d",G.arcs[i][j].adj);printf("\n");}}int main(){MGraph G;createUDG(&G);printGraph(G);printf("\n\n");printf("图的深度优先搜索:");DFSTraverse(G,visit);printf("\n\n");printf("图的广度优先搜索:");BFSTraverse(G,visit);printf("\n\n");return 0;}
