第12周上机实践项目3 - 图遍历算法实现（BFS）

来源：互联网发布：python核心编程下载编辑：程序博客网时间：2024/06/08 19:18

问题及代码：

/*   *Copyright(c)2015,烟台大学计算机与控制工程学院           *All rights reserved.           *文件名称：test.cpp           *作者：颜肖璇           *完成日期：2015年11月20日        *版本号：v1.0              /*           *问题描述:       　实现图遍历算法，分别输出如下图结构的深度优先(DFS)遍历序列和广度优先遍历(BFS)序列。*输入描述:     *程序输出:         */

这里写图片描述

测试函数：main.cpp，完成相关的测试工作；

#include <stdio.h>#include <malloc.h>#include "graph.h"void BFS(ALGraph *G, int v){    ArcNode *p;    int w,i;    int queue[MAXV],front=0,rear=0; //定义循环队列    int visited[MAXV];     //定义存放节点的访问标志的数组    for (i=0; i<G->n; i++) visited[i]=0; //访问标志数组初始化    printf("%2d",v);            //输出被访问顶点的编号    visited[v]=1;                       //置已访问标记    rear=(rear+1)%MAXV;    queue[rear]=v;              //v进队    while (front!=rear)         //若队列不空时循环    {        front=(front+1)%MAXV;        w=queue[front];             //出队并赋给w        p=G->adjlist[w].firstarc;   //找w的第一个的邻接点        while (p!=NULL)        {            if (visited[p->adjvex]==0)            {                printf("%2d",p->adjvex); //访问之                visited[p->adjvex]=1;                rear=(rear+1)%MAXV; //该顶点进队                queue[rear]=p->adjvex;            }            p=p->nextarc;       //找下一个邻接顶点        }    }    printf("\n");}int main(){    ALGraph *G;    int A[5][5]=    {        {0,1,0,1,0},        {1,0,1,0,0},        {0,1,0,1,1},        {1,0,1,0,1},        {0,0,1,1,0}    };    ArrayToList(A[0], 5, G);    printf(" 由2开始广度遍历:");    BFS(G, 2);    printf(" 由0开始广度遍历:");    BFS(G, 0);    return 0;}

源文件：graph.cpp，包含实现各种算法的函数的定义；

#include <stdio.h>#include <malloc.h>#include "graph.h"//功能：由一个反映图中顶点邻接关系的二维数组，构造出用邻接矩阵存储的图//参数：Arr - 数组名，由于形式参数为二维数组时必须给出每行的元素个数，在此将参数Arr声明为一维数组名（指向int的指针）//      n - 矩阵的阶数//      g - 要构造出来的邻接矩阵数据结构void ArrayToMat(int *Arr, int n, MGraph &g){    int i,j,count=0;  //count用于统计边数，即矩阵中非0元素个数    g.n=n;    for (i=0; i<g.n; i++)        for (j=0; j<g.n; j++)        {            g.edges[i][j]=Arr[i*n+j]; //将Arr看作n×n的二维数组，Arr[i*n+j]即是Arr[i][j]，计算存储位置的功夫在此应用            if(g.edges[i][j]!=0)                count++;        }    g.e=count;}void ArrayToList(int *Arr, int n, ALGraph *&G){    int i,j,count=0;  //count用于统计边数，即矩阵中非0元素个数    ArcNode *p;    G=(ALGraph *)malloc(sizeof(ALGraph));    G->n=n;    for (i=0; i<n; i++)                 //给邻接表中所有头节点的指针域置初值        G->adjlist[i].firstarc=NULL;    for (i=0; i<n; i++)                 //检查邻接矩阵中每个元素        for (j=n-1; j>=0; j--)            if (Arr[i*n+j]!=0)      //存在一条边，将Arr看作n×n的二维数组，Arr[i*n+j]即是Arr[i][j]            {                p=(ArcNode *)malloc(sizeof(ArcNode));   //创建一个节点*p                p->adjvex=j;                p->info=Arr[i*n+j];                p->nextarc=G->adjlist[i].firstarc;      //采用头插法插入*p                G->adjlist[i].firstarc=p;            }    G->e=count;}void MatToList(MGraph g, ALGraph *&G)//将邻接矩阵g转换成邻接表G{    int i,j;    ArcNode *p;    G=(ALGraph *)malloc(sizeof(ALGraph));    for (i=0; i<g.n; i++)                   //给邻接表中所有头节点的指针域置初值        G->adjlist[i].firstarc=NULL;    for (i=0; i<g.n; i++)                   //检查邻接矩阵中每个元素        for (j=g.n-1; j>=0; j--)            if (g.edges[i][j]!=0)       //存在一条边            {                p=(ArcNode *)malloc(sizeof(ArcNode));   //创建一个节点*p                p->adjvex=j;                p->info=g.edges[i][j];                p->nextarc=G->adjlist[i].firstarc;      //采用头插法插入*p                G->adjlist[i].firstarc=p;            }    G->n=g.n;    G->e=g.e;}void ListToMat(ALGraph *G,MGraph &g)//将邻接表G转换成邻接矩阵g{    int i,j;    ArcNode *p;    g.n=G->n;   //根据一楼同学“举报”改的。g.n未赋值，下面的初始化不起作用    g.e=G->e;    for (i=0; i<g.n; i++)   //先初始化邻接矩阵        for (j=0; j<g.n; j++)            g.edges[i][j]=0;    for (i=0; i<G->n; i++)  //根据邻接表，为邻接矩阵赋值    {        p=G->adjlist[i].firstarc;        while (p!=NULL)        {            g.edges[i][p->adjvex]=p->info;            p=p->nextarc;        }    }}void DispMat(MGraph g)//输出邻接矩阵g{    int i,j;    for (i=0; i<g.n; i++)    {        for (j=0; j<g.n; j++)            if (g.edges[i][j]==INF)                printf("%3s","∞");            else                printf("%3d",g.edges[i][j]);        printf("\n");    }}void DispAdj(ALGraph *G)//输出邻接表G{    int i;    ArcNode *p;    for (i=0; i<G->n; i++)    {        p=G->adjlist[i].firstarc;        printf("%3d: ",i);        while (p!=NULL)        {            printf("-->%d/%d ",p->adjvex,p->info);            p=p->nextarc;        }        printf("\n");    }}

测试时用的图是这里写图片描述。

运行结果：

知识点总结：

实现图遍历算法，分别输出图结构的深度优先(DFS)遍历序列和广度优先遍历(BFS)序列。

学习心得：

通过画图的方法，理解更加透彻。

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