ACM模板--邻接矩阵 无向图 搜索算法

/** * C++: 邻接矩阵表示的"无向图(Matrix Undirected Graph)" * * @author judyge * @date 2014/04/19 */#include <iomanip>#include <iostream>#include <vector>using namespace std;#define MAX 100class MatrixUDG {private:        char mVexs[MAX];    // 顶点集合        int mVexNum;             // 顶点数        int mEdgNum;             // 边数        int mMatrix[MAX][MAX];   // 邻接矩阵    public:        // 创建图(自己输入数据)MatrixUDG();        // 创建图(用已提供的矩阵)        MatrixUDG(char vexs[], int vlen, char edges[][2], int elen);~MatrixUDG();        // 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();        // 打印矩阵队列图        void print();private:        // 读取一个输入字符        char readChar();        // 返回ch在mMatrix矩阵中的位置        int getPosition(char ch);        // 返回顶点v的第一个邻接顶点的索引，失败则返回-1        int firstVertex(int v);        // 返回顶点v相对于w的下一个邻接顶点的索引，失败则返回-1        int nextVertex(int v, int w);        // 深度优先搜索遍历图的递归实现        void DFS(int i, int *visited);};/*  * 创建图(自己输入数据) */MatrixUDG::MatrixUDG(){    char c1, c2;    int i, p1, p2;        // 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"顶点"    for (i = 0; i < mVexNum; i++)    {        cout << "vertex(" << i << "): ";        mVexs[i] = readChar();    }    // 初始化"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);        if (p1==-1 || p2==-1)        {            cout << "input error: invalid edge!" << endl;            return ;        }        mMatrix[p1][p2] = 1;        mMatrix[p2][p1] = 1;    }}/* * 创建图(用已提供的矩阵) * * 参数说明： *     vexs  -- 顶点数组 *     vlen  -- 顶点数组的长度 *     edges -- 边数组 *     elen  -- 边数组的长度 */MatrixUDG::MatrixUDG(char vexs[], int vlen, char edges[][2], int elen){    int i, p1, p2;        // 初始化"顶点数"和"边数"    mVexNum = vlen;    mEdgNum = elen;    // 初始化"顶点"    for (i = 0; i < mVexNum; i++)        mVexs[i] = vexs[i];    // 初始化"边"    for (i = 0; i < mEdgNum; i++)    {        // 读取边的起始顶点和结束顶点        p1 = getPosition(edges[i][0]);        p2 = getPosition(edges[i][1]);        mMatrix[p1][p2] = 1;        mMatrix[p2][p1] = 1;    }}/*  * 析构函数 */MatrixUDG::~MatrixUDG() {}/* * 返回ch在mMatrix矩阵中的位置 */int MatrixUDG::getPosition(char ch){    int i;    for(i=0; i<mVexNum; i++)        if(mVexs[i]==ch)            return i;    return -1;}/* * 读取一个输入字符 */char MatrixUDG::readChar(){    char ch;    do {        cin >> ch;    } while(!((ch>='a'&&ch<='z') || (ch>='A'&&ch<='Z')));    return ch;}/* * 返回顶点v的第一个邻接顶点的索引，失败则返回-1 */int MatrixUDG::firstVertex(int v){    int i;    if (v<0 || v>(mVexNum-1))        return -1;    for (i = 0; i < mVexNum; i++)        if (mMatrix[v][i] == 1)            return i;    return -1;}/* * 返回顶点v相对于w的下一个邻接顶点的索引，失败则返回-1 */int MatrixUDG::nextVertex(int v, int w){    int i;    if (v<0 || v>(mVexNum-1) || w<0 || w>(mVexNum-1))        return -1;    for (i = w + 1; i < mVexNum; i++)        if (mMatrix[v][i] == 1)            return i;    return -1;}/* * 深度优先搜索遍历图的递归实现 */void MatrixUDG::DFS(int i, int *visited){    int w;    visited[i] = 1;    cout << mVexs[i] << " ";    // 遍历该顶点的所有邻接顶点。若是没有访问过，那么继续往下走    for (w = firstVertex(i); w >= 0; w = nextVertex(i, w))    {        if (!visited[w])            DFS(w, visited);    }       }/* * 深度优先搜索遍历图 */void MatrixUDG::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++)    {        //printf("\n== LOOP(%d)\n", 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 MatrixUDG::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;    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] << " ";            queue[rear++] = i;  // 入队列        }        while (head != rear)         {            j = queue[head++];  // 出队列            for (k = firstVertex(j); k >= 0; k = nextVertex(j, k)) //k是为访问的邻接顶点            {                if (!visited[k])                {                    visited[k] = 1;                    cout << mVexs[k] << " ";                    queue[rear++] = k;                }            }        }    }    cout << endl;}/* * 打印矩阵队列图 */void MatrixUDG::print(){    int i,j;    cout << "Martix Graph:" << endl;    for (i = 0; i < mVexNum; i++)    {        for (j = 0; j < mVexNum; j++)            cout << mMatrix[i][j] << " ";        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]);    MatrixUDG* pG;    // 自定义"图"(输入矩阵队列)    //pG = new MatrixUDG();    // 采用已有的"图"    pG = new MatrixUDG(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;}