第十二周项目1-图基本算法库

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问题及代码：

[cpp] view plain copy
 
/* 
 
copyright （t） 2016，烟台大学计算机学院 
 
*All rights reserved. 
 
*文件名称：1.cpp 
 
*作者：车金阳 
 
*完成日期：2016年12月15日 
 
*版本号：v1.0 
 
*问题描述：定义图的邻接矩阵和邻接表存储结构，实现其基本运算，并完成测试。  
要求：  
1、头文件graph.h中定义相关的数据结构并声明用于完成基本运算的函数。对应基本运算的函数包括： 
    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、在graph.cpp中实现这些函数  
3、用main.cpp中的main函数中完成测试。 
 
*输入描述：无 
 
*程序输出：测试结果 
 
*/  

graph.h：

[cpp] view plain copy
 
#include <stdio.h>  
#define MAXV 100                   //定义最大顶点数100  
#define limitless 9999             //处理“无穷大”  
typedef int InfoType;              //定义顶点与边的相关信息  
typedef int Vertex;  
  
typedef struct                     //定义顶点类型  
{  
    int no;                        //顶点编号  
    InfoType info;                 //顶点其他信息  
} VertexType;  
typedef struct                     //定义图邻接矩阵类型  
{  
    int edges[MAXV][MAXV];         //邻接矩阵边数组  
    int n;                         //顶点数  
    int e;                         //边数  
    VertexType vexs[MAXV];         //存放顶点信息  
} MGraph;  
  
typedef struct ANode               //定义边节点类型  
{  
    int adjvex;                    //该边终点编号  
    struct ANode *nextarc;         //指向下一条边的指针  
    InfoType info;                 //该边相关信息  
} ArcNode;  
typedef struct VNode               //定义邻接表头节点类型  
{  
    Vertex data;                   //顶点信息  
    ArcNode *firstarc;             //指向第一条边的指针  
} VNode;  
typedef VNode AdjList[MAXV];       //AdjList: 邻接表类型  
typedef struct                     //定义图邻接表类型  
{  
    AdjList adjlist;               //邻接表  
    int n;                         //图中顶点数  
    int e;                         //图中边数  
} ALGraph;  
  
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 *&G);      //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  

graph.cpp：

[cpp] view plain copy
 
#include <malloc.h>  
#include "graph.h"  
//几点说明：  
//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  
{  
    int i,j;  
    int edgenum=0;                                  //边数初始化为0  
    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];               //计算存储位置  
            if(g.edges[i][j]!=0 && g.edges[i][j]!=limitless)  
                edgenum++;  
        }  
    }  
    g.e=edgenum;  
}  
void ArrayToList(int *Arr, int n, ALGraph *&G)      //用普通数组构造图的邻接表  
{  
    int i,j;  
    int edgenum=0;                                  //边数初始化为0  
    ArcNode *p;                                     //后续操作中创建的新节点  
    G=(ALGraph *)malloc(sizeof(ALGraph));  
    G->n=n;  
    for(i=0;i<n;i++)                                //邻接表所有头节点指针域置初值  
        G->adjlist[i].firstarc=NULL;  
    for(i=0;i<n;i++)                                //遍历邻接矩阵中的每个元素  
    {  
        for(j=n-1;j>=0;j--)  
        {  
            if(Arr[i*n+j]!=0)  
            {  
                p=(ArcNode *)malloc(sizeof(ArcNode)); //创建节点*p  
                p->adjvex=j;  
                p->info=Arr[i*n+j];  
                p->nextarc=G->adjlist[i].firstarc;    //头插法插入*p  
                G->adjlist[i].firstarc=p;             //指向第一条边的指针指向*p  
            }  
        }  
    }  
    G->e=edgenum;  
}  
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++)                              //给邻接表所有头节点的指针域置初值  
        G->adjlist[i].firstarc=NULL;  
    for(i=0;i<g.n;i++)                              //遍历邻接矩阵中的每个元素  
    {  
        for(j=g.n-1;j>=0;j--)  
        {  
            if(g.edges[i][j]!=0)  
            {  
                p=(ArcNode *)malloc(sizeof(ArcNode)); //创建一个节点*p  
                p->adjvex=j;                          //终点编号赋值  
                p->nextarc=G->adjlist[i].firstarc;    //头插法插入节点*p  
                G->adjlist[i].firstarc=p;             //连接  
            }  
        }  
    }  
    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  
{  
    //前提要求：g的实参调用前已经初始化为全0  
    int i;  
    ArcNode *p;  
    for(i=0;i<G->n;i++)  
    {  
        p=G->adjlist[i].firstarc;                   //*p指向每个顶点的第一条边  
        while(p!=NULL)                              //依次遍历  
        {  
            g.edges[i][p->adjvex]=1;                //p不为空指针时对应矩阵元素赋值1  
            p=p->nextarc;                           //*p指向下一条边  
        }  
    }  
    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]==limitless)  
                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");  
    }  
}  

main.cpp：（注：这里直接使用了参考解答中的测试函数）

[cpp] view plain copy
 
#include <stdio.h>                               //测试主函数  
#include <malloc.h>  
#include "graph.h"  
int main()  
{  
    MGraph g1,g2;  
    ALGraph *G1,*G2;  
    int A[6][6]=  
    {  
        {0,5,0,7,0,0},  
        {0,0,4,0,0,0},  
        {8,0,0,0,0,9},  
        {0,0,5,0,0,6},  
        {0,0,0,5,0,0},  
        {3,0,0,0,1,0}  
    };  
  
    ArrayToMat(A[0],6,g1);                      //取二维数组的起始地址作实参，用A[0]，因其实质为一维数组地址，与形参匹配  
    printf(" 有向图g1的邻接矩阵:\n");  
    DispMat(g1);  
  
    ArrayToList(A[0],6,G1);  
    printf(" 有向图G1的邻接表:\n");  
    DispAdj(G1);  
  
    MatToList(g1,G2);  
    printf(" 图g1的邻接矩阵转换成邻接表G2:\n");  
    DispAdj(G2);  
  
    ListToMat(G1,g2);  
    printf(" 图G1的邻接表转换成邻接邻阵g2:\n");  
    DispMat(g2);  
    printf("\n");  
    return 0;  
}  

运行结果：

0 0