第十二周项目3-图遍历算法实现(1-深度优先遍历)

问题及代码:

/*

copyright (t) 2016,烟台大学计算机学院

*All rights reserved.

*文件名称:1.cpp

*作者:常锐

*完成日期:2016年11月17日

*版本号:v1.0

*问题描述:实现图遍历算法,输出如下图结构的深度优先(DFS)遍历序列。

*输入描述:无

*程序输出:测试结果

*/

graph.h:

#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:

#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:

#include <stdio.h>
#include "graph.h"
int visited[MAXV];                                   //定义visited[] 全局数组,记录顶点访问情况
void DFS(ALGraph *G,int v)                           //深度优先遍历,v是初始顶点编号
{
    ArcNode *p;
    visited[v]=1;                                    //置该顶点为已访问
    printf("%d ",v);                                 //输出已访问顶点编号
    p=G->adjlist[v].firstarc;                        //p指向顶点v的第一个邻接点
    while(p!=NULL)
    {
        if(visited[p->adjvex]==0)                    //p->adjvex顶点未访问时,递归访问该顶点
            DFS(G,p->adjvex);
        p=p->nextarc;
    }
}
int main()
{
    int i;
    ALGraph *G;
    int A[6][6]=
    {
        {0,1,1,1,0,0},
        {1,0,1,0,1,0},
        {1,1,0,0,0,1},
        {1,0,0,0,0,1},
        {0,1,0,0,0,1},
        {0,0,1,1,1,0}
    };
    ArrayToList(A[0],6,G);

    for(i=0; i<MAXV; i++)
        visited[i]=0;
    printf(" 由2开始深度遍历:");
    DFS(G,2);
    printf("\n");

    for(i=0; i<MAXV; i++)
        visited[i]=0;
    printf(" 由0开始深度遍历:");
    DFS(G,0);
    printf("\n");
    return 0;
}

运行结果:

《第十二周项目3-图遍历算法实现(1-深度优先遍历)》

知识点总结:

        深度优先遍历算法原理及实现

        附:测试用图

        《第十二周项目3-图遍历算法实现(1-深度优先遍历)》

心得体会:

        深度优先遍历过程:1. 从图中某顶点v出发并访问该顶点

                                            2. 选择一个与顶点v相邻且没被访问过的顶点w为初始顶点,再从w出发进行深度优先遍历

                                            3. 直到图中与当前顶点v邻接的所有顶点都被访问过为止。

        显然该过程为递归过程,且已知图存储结构的情况下,遍历序列唯一。

    原文作者:数据结构之图
    原文地址: https://blog.csdn.net/cr496352127/article/details/53199433
    本文转自网络文章,转载此文章仅为分享知识,如有侵权,请联系博主进行删除。
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