【第十三周项目1---Prim算法的验证】

/*     *烟台大学计算机与控制工程学院      *作    者：隋溢凡 *完成日期：2016年11月24日  *问题描述：验证最小生成树的普里姆算法  */   

1.graph.h

#define MAXV 100                //最大顶点个数  #define INF 32767       //INF表示∞  typedef int InfoType;  //以下定义邻接矩阵类型  typedef struct  {      int no;                     //顶点编号      InfoType info;              //顶点其他信息，在此存放带权图权值  } VertexType;                   //顶点类型  typedef struct                  //图的定义  {      int edges[MAXV][MAXV];      //邻接矩阵      int n,e;                    //顶点数，弧数      VertexType vexs[MAXV];      //存放顶点信息  } MGraph;                       //图的邻接矩阵类型  //以下定义邻接表类型  typedef struct ANode            //弧的结点结构类型  {      int adjvex;                 //该弧的终点位置      struct ANode *nextarc;      //指向下一条弧的指针      InfoType info;              //该弧的相关信息,这里用于存放权值  } ArcNode;  typedef int Vertex;  typedef struct Vnode            //邻接表头结点的类型  {      Vertex data;                //顶点信息      int count;                  //存放顶点入度,只在拓扑排序中用      ArcNode *firstarc;          //指向第一条弧  } VNode;  typedef VNode AdjList[MAXV];    //AdjList是邻接表类型  typedef struct  {      AdjList adjlist;            //邻接表      int n,e;                    //图中顶点数n和边数e  } ALGraph;                      //图的邻接表类型  

//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); //用普通数组构造图的邻接矩阵  
void ArrayToList(int *Arr, int n, ALGraph *&); //用普通数组构造图的邻接表  
void MatToList(MGraph g,ALGraph *&G);//将邻接矩阵g转换成邻接表G  
void ListToMat(ALGraph *G,MGraph &g);//将邻接表G转换成邻接矩阵g  
void DispMat(MGraph g);//输出邻接矩阵g  
void DispAdj(ALGraph *G);//输出邻接表G 

2.graph.cpp

#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) //用普通数组构造图的邻接表  {      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;      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;  }  }  g.n=G->n;  g.e=G->e;  }  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");      }  }  

3.main.cpp

#include <stdio.h>  #include <malloc.h>  #include "graph.h"  void Prim(MGraph g,int v)  {      int lowcost[MAXV];          //顶点i是否在U中      int min;      int closest[MAXV],i,j,k;      for (i=0; i<g.n; i++)           //给lowcost[]和closest[]置初值      {          lowcost[i]=g.edges[v][i];          closest[i]=v;      }      for (i=1; i<g.n; i++)           //找出n-1个顶点      {          min=INF;          for (j=0; j<g.n; j++)     //在(V-U)中找出离U最近的顶点k              if (lowcost[j]!=0 && lowcost[j]<min)              {                  min=lowcost[j];                  k=j;            //k记录最近顶点的编号              }  printf(" 边(%d,%d)权为:%d\n",closest[k],k,min);  lowcost[k]=0;           //标记k已经加入U  for (j=0; j<g.n; j++)       //修改数组lowcost和closest  if (g.edges[k][j]!=0 && g.edges[k][j]<lowcost[j])  {  lowcost[j]=g.edges[k][j];  closest[j]=k;  }      }  }  int main()  {      MGraph g;      int A[6][6]=      {          {0,10,INF,INF,19,21},          {10,0,5,6,INF,11,},          {5,0,6,INF,INF,INF},          {INF,INF,6,0,18,14},          {19,INF,INF,18,0,33},          {21,11,INF,14,33,0}      };      ArrayToMat(A[0], 6, g);      printf("最小生成树构成:\n");      Prim(g,0);      return 0;  }  

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