ACM 模板--邻接表 无向图 搜索算法
来源:互联网 发布:樱井知香2017作品番号 编辑:程序博客网 时间:2024/05/17 01:26
图的 广度优先搜索
深度递归与非递归搜索
/** * C++: 邻接表表示的"无向图(List Undirected Graph)" * * @author judyge * @date 2014/04/19 */#include <iomanip>#include <iostream>#include <vector>using namespace std;#define MAX 100// 邻接表class ListUDG{ private: // 内部类 // 邻接表中表对应的链表的顶点 class ENode { public: int ivex; // 该边所指向的顶点的位置 ENode *nextEdge; // 指向下一条弧的指针 }; // 邻接表中表的顶点 class VNode { public: char data; // 顶点信息 ENode *firstEdge; // 指向第一条依附该顶点的弧 };private: // 私有成员 int mVexNum; // 图的顶点的数目 int mEdgNum; // 图的边的数目 VNode mVexs[MAX]; public: // 创建邻接表对应的图(自己输入)ListUDG(); // 创建邻接表对应的图(用已提供的数据) ListUDG(char vexs[], int vlen, char edges[][2], int elen);~ListUDG(); // 深度优先搜索遍历图 void DFS(); // 广度优先搜索(类似于树的层次遍历) void BFS(); // 打印邻接表图 void print();private: // 读取一个输入字符 char readChar(); // 返回ch的位置 int getPosition(char ch); // 深度优先搜索遍历图的递归实现 void DFS(int i, int *visited); // 将node节点链接到list的最后 void linkLast(ENode *list, ENode *node);};/* * 创建邻接表对应的图(自己输入) */ListUDG::ListUDG(){ char c1, c2; int v, e; int i, p1, p2; ENode *node1, *node2; // 输入"顶点数"和"边数" cout << "input vertex number: "; cin >> mVexNum; cout << "input edge number: "; cin >> mEdgNum; if ( mVexNum < 1 || mEdgNum < 1 || (mEdgNum > (mVexNum * (mVexNum-1)))) { cout << "input error: invalid parameters!" << endl; return ; } // 初始化"邻接表"的顶点 for(i=0; i<mVexNum; i++) { cout << "vertex(" << i << "): "; mVexs[i].data = readChar(); mVexs[i].firstEdge = NULL; } // 初始化"邻接表"的边 for(i=0; i<mEdgNum; i++) { // 读取边的起始顶点和结束顶点 cout << "edge(" << i << "): "; c1 = readChar(); c2 = readChar(); p1 = getPosition(c1); p2 = getPosition(c2); // 初始化node1 node1 = new ENode(); node1->ivex = p2; // 将node1链接到"p1所在链表的末尾" if(mVexs[p1].firstEdge == NULL) mVexs[p1].firstEdge = node1; else linkLast(mVexs[p1].firstEdge, node1); // 初始化node2 node2 = new ENode(); node2->ivex = p1; // 将node2链接到"p2所在链表的末尾" if(mVexs[p2].firstEdge == NULL) mVexs[p2].firstEdge = node2; else linkLast(mVexs[p2].firstEdge, node2); }}/* * 创建邻接表对应的图(用已提供的数据) */ListUDG::ListUDG(char vexs[], int vlen, char edges[][2], int elen){ char c1, c2; int i, p1, p2; ENode *node1, *node2; // 初始化"顶点数"和"边数" mVexNum = vlen; mEdgNum = elen; // 初始化"邻接表"的顶点 for(i=0; i<mVexNum; i++) { mVexs[i].data = vexs[i]; mVexs[i].firstEdge = NULL; } // 初始化"邻接表"的边 for(i=0; i<mEdgNum; i++) { // 读取边的起始顶点和结束顶点 c1 = edges[i][0]; c2 = edges[i][1]; p1 = getPosition(c1); p2 = getPosition(c2); // 初始化node1 node1 = new ENode(); node1->ivex = p2; // 将node1链接到"p1所在链表的末尾" if(mVexs[p1].firstEdge == NULL) mVexs[p1].firstEdge = node1; else linkLast(mVexs[p1].firstEdge, node1); // 初始化node2 node2 = new ENode(); node2->ivex = p1; // 将node2链接到"p2所在链表的末尾" if(mVexs[p2].firstEdge == NULL) mVexs[p2].firstEdge = node2; else linkLast(mVexs[p2].firstEdge, node2); }}/* * 析构函数 */ListUDG::~ListUDG() {}/* * 将node节点链接到list的最后 */void ListUDG::linkLast(ENode *list, ENode *node){ ENode *p = list; while(p->nextEdge) p = p->nextEdge; p->nextEdge = node;}/* * 返回ch的位置 */int ListUDG::getPosition(char ch){ int i; for(i=0; i<mVexNum; i++) if(mVexs[i].data==ch) return i; return -1;}/* * 读取一个输入字符 */char ListUDG::readChar(){ char ch; do { cin >> ch; } while(!((ch>='a'&&ch<='z') || (ch>='A'&&ch<='Z'))); return ch;}/* * 深度优先搜索遍历图的递归实现 */void ListUDG::DFS(int i, int *visited){ ENode *node; visited[i] = 1; cout << mVexs[i].data << " "; node = mVexs[i].firstEdge; while (node != NULL) { if (!visited[node->ivex]) DFS(node->ivex, visited); node = node->nextEdge; }}/* * 深度优先搜索遍历图 */void ListUDG::DFS(){ int i; int visited[MAX]; // 顶点访问标记 // 初始化所有顶点都没有被访问 for (i = 0; i < mVexNum; i++) visited[i] = 0; cout << "DFS: "; for (i = 0; i < mVexNum; i++) { if (!visited[i]) DFS(i, visited); } cout << endl;}/* * 广度优先搜索(类似于树的层次遍历) */void ListUDG::BFS(){ int head = 0; int rear = 0; int queue[MAX]; // 辅组队列 int visited[MAX]; // 顶点访问标记 int i, j, k; ENode *node; for (i = 0; i < mVexNum; i++) visited[i] = 0; cout << "BFS: "; for (i = 0; i < mVexNum; i++) { if (!visited[i]) { visited[i] = 1; cout << mVexs[i].data << " "; queue[rear++] = i; // 入队列 } while (head != rear) { j = queue[head++]; // 出队列 node = mVexs[j].firstEdge; while (node != NULL) { k = node->ivex; if (!visited[k]) { visited[k] = 1; cout << mVexs[k].data << " "; queue[rear++] = k; } node = node->nextEdge; } } } cout << endl;}/* * 打印邻接表图 */void ListUDG::print(){ int i,j; ENode *node; cout << "List Graph:" << endl; for (i = 0; i < mVexNum; i++) { cout << i << "(" << mVexs[i].data << "): "; node = mVexs[i].firstEdge; while (node != NULL) { cout << node->ivex << "(" << mVexs[node->ivex].data << ") "; node = node->nextEdge; } cout << endl; }}int main(){ char vexs[] = {'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G'}; char edges[][2] = { {'A', 'C'}, {'A', 'D'}, {'A', 'F'}, {'B', 'C'}, {'C', 'D'}, {'E', 'G'}, {'F', 'G'}}; int vlen = sizeof(vexs)/sizeof(vexs[0]); int elen = sizeof(edges)/sizeof(edges[0]); ListUDG* pG; // 自定义"图"(输入矩阵队列) //pG = new ListUDG(); // 采用已有的"图" pG = new ListUDG(vexs, vlen, edges, elen); pG->print(); // 打印图 pG->DFS(); // 深度优先遍历 pG->BFS(); // 广度优先遍历 return 0;}
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