哈工大数据结构实验三 图型结构及其应用

实验三 图型结构及其应用

实验项目: 图的存储结构的建立与遍历（搜索）

图的遍历（搜索）算法是图型结构算法的基础，本实验要求编写程序演示图的存储结构的建立和遍历（搜索）过程。

实验要求：

(1)能够建立（有向和无向）图的邻接矩阵和邻接表存储结构

(2)能够在邻接矩阵和邻接表存储结构上对（有向和无向）图进行深度优先（递归和非递归都要求）和广度优先搜索

(3)能够存储和显示相应的搜索结果（深度优先或广度优先生成森林（或生成树）、深度优先或广度优先序列和编号）

(4)以文件形式输入图的顶点和边，并显示相应的结果。要求顶点不少于10个，边不少于13个

⑤ 软件功能结构安排合理，界面友好，便于使用

实验备注：

一、上传内容： 1. 实验报告 2. 实验程序源代码；打包为 rar 文件，提交到此处。

二、实验报告格式：见附件“实验报告格式 .doc”

截止时间:

2012年12月31日 星期一 23:55

 

#include <iostream>#include <cstdio>#define maxlen 100using namespace std;bool visited[maxlen];struct Link{    int v;//v为节点编号    Link * next;};struct node{    char element;    struct Link* firstedge;};//头结点struct Adgraph{    int n,e;    node Ad[maxlen];};//邻接表struct matrix_graph{    int n,e;    int mat[maxlen][maxlen];    char element[maxlen];};void cre1(matrix_graph  &G)//无向图邻接矩阵{    int i,j,x,y;    cin >> G.n >> G.e;    for(i=0; i<G.n; i++)  cin >> G.element[i];    for(i=0; i<G.n; i++)        for(j=0; j<G.n; j++)            G.mat[i][j]=0;    for(i=0; i<G.e; i++)    {        cin >> x >> y;        G.mat[x][y]=1;        G.mat[y][x]=1;//无向图    }    for(i=0; i<G.n; i++)    {        for(j=0; j<G.n; j++)            cout << G.mat[i][j] << " ";        cout << endl;    }//输出邻接矩阵}void DFS1(matrix_graph *G,int i)//邻接矩阵深度优先（递归）{    int j;    cout << G->element[i]<< " ";    visited[i]=true;    for(j=0; j<G->n; j++)if(G->mat[i][j]==1&&!visited[j])  DFS1(G,j);    //    只要找到一个未    //    被访问的，那么就”深“入访问与这个未被访问的节点有关系的节点}void DFS1_nonrec(matrix_graph *G,int v)//邻接矩阵深度优先（非递归）{    int STACK[maxlen];    int top=maxlen;    STACK[--top]=v;//第一个压栈    while(top!=maxlen)    {        int w=STACK[top++];        if(!visited[w])        {            cout <<  G->element[w] <<  " ";            visited[w]=true;        }//取栈顶判断，未被访问那么访问标记        for(int i=0; i<G->n; i++)if(!visited[i]&&G->mat[w][i])                STACK[--top]=i;        //如果与栈顶元素有关系的节点没有访问的，全部压栈    }}void BFS1(matrix_graph *G,int v)//邻接矩阵的广度优先{    int Queue[maxlen],front=0,rear=0,w;    visited[v]=true;    Queue[rear++]=v;    cout << G->element[v] << " ";    //源元素，访问并标记，入队    while(front!=rear)    {        v=Queue[front++];//出队        for(w=0; w<G->n; w++)        {            if(!visited[w]&&G->mat[v][w])            {                cout <<G->element[w] << " ";                visited[w]=true;                Queue[rear++]=w;            }//            如果出队之后的元素未被访问，那么访问标记，//            循环结束之后所有与它有关的元素都访问完（BFS）        }    }}void cre2(Adgraph* G)//邻接表建立{    int k,i,j;    cin >> G->n >> G->e;//节点和边    for (k=0; k<G->n; k++)    {        cin >> G->Ad[k].element;        G->Ad[k].firstedge=NULL;    }//头结点的初始化    for(k=0; k<G->e; k++)    {        cin >> j >> i;        Link* p=new Link;        p->v=i;        p->next=G->Ad[j].firstedge;        G->Ad[j].firstedge=p;//在表头插入        p=new Link;//建立无向图，所以还要反过来链接        p->v=j;        p->next=G->Ad[i].firstedge;        G->Ad[i].firstedge=p;    }    for(i=0; i<G->n; i++)    {        cout << G->Ad[i].element;        Link *m=G->Ad[i].firstedge;        while(m!=NULL)        {            printf("->%c",G->Ad[m->v].element);            m=m->next;        }        printf("->NULL\n");    }//邻接表打印}void DFS2(Adgraph* G,int v)//邻接表的递归深先{    Link *p;    cout << G->Ad[v].element << " ";    visited[v]=true;    p=G->Ad[v].firstedge;    while(p!=NULL)    {        if(!visited[p->v]) DFS2(G,p->v);        p=p->next;    }}void DFS2_nonrec(Adgraph* G,int v)//邻接表的非递归深先{    int STACK[maxlen],top=maxlen;    Link *p=NULL;    STACK[--top]=v;//第一个压栈    while(top!=maxlen)    {        int w=STACK[top++];        if(!visited[w])        {            cout <<  G->Ad[w].element << " ";            visited[w]=true;        }        for(p=G->Ad[w].firstedge; p!=NULL; p=p->next)            if(!visited[p->v])                STACK[--top]=p->v;//遇到一个没有访问的，压栈,向下搜索    }}void BFS2(Adgraph* G,int v)//邻接表的递归广先{    int Queue[maxlen],front=0,rear=0;    struct Link *p=NULL;    visited[v]=true;    Queue[rear++]=v;    cout << G->Ad[v].element << " ";    while(front!=rear)    {        v=Queue[front++];        p=G->Ad[v].firstedge;        while(p!=NULL&&!visited[p->v])        {            cout <<G->Ad[p->v].element << " ";            visited[p->v]=true;            Queue[rear++]=p->v;            p=p->next;        }    }}int main(){    struct Adgraph G2;    int i,N;    struct matrix_graph G1;    printf("1----邻接矩阵(无向图)\n2----邻接表（无向图）\n");    cin >> N;    switch(N)    {    case 0:        return 0;    case 1:        freopen("lab3.txt", "r", stdin);        cre1(G1);//建立邻接矩阵        printf("DFS:");        for(i=0; i<G1.n; i++) visited[i]=false;        for(i=0; i<G1.n; i++)if(!visited[i]) DFS1(&G1,i);        //如果有非联通图，那么需要另外选取源点开始搜索        printf("\nDFS_NONREC:");        for(i=0; i<G1.n; i++) visited[i]=false;        for(i=0; i<G1.n; i++)if(!visited[i])DFS1_nonrec(&G1,i);        printf("\nBFS:");        for(i=0; i<G1.n; i++) visited[i]=false;        for(i=0; i<G1.n; i++)if(!visited[i])BFS1(&G1,i);        fclose(stdin);        break;    case 2:        freopen("lab3.txt", "r", stdin);        cre2(&G2);        printf("DFS:");        for(i=0; i<G2.n; i++) visited[i]=false;        for(i=0; i<G2.n; i++)if(!visited[i]) DFS2(&G2,i);        printf("\nDFS_NONREC:");        for(i=0; i<G2.n; i++) visited[i]=false;        for(i=0; i<G2.n; i++)if(!visited[i]) DFS2_nonrec(&G2,i);        printf("\nBFS:");        for(i=0; i<G2.n; i++) visited[i]=false;        for(i=0; i<G2.n; i++)if(!visited[i]) BFS2(&G2,i);        fclose(stdin);        break;    default:        break;    }    return 0;}