#include <iostream>
#define MAXVEX 8 //结点数（初始默认8顶点，更改的话直接在这里修改即可）
#define MAXEDGE 10 //边数（初始默认10条边，更改的话直接在这里修改即可）
using namespace std;

//下面代码是无向图的邻接矩阵及其广度优先遍历
//删掉里面的第60行代码就成了有向图的邻接矩阵及其广度优先遍历
//注意点:下标0的位置都不用，所以要多开辟一个空间
//注意点：队列还差一个就满的时候我们就认定他满了，所以多开辟一个空间
typedef struct
{
    int  vexNum;                     //顶点数
    int  edgeNum;                    //边数
    int  matrix[MAXVEX+1][MAXVEX+1]; //二维数组表示矩阵
    char vexinfo[MAXVEX+1];          //存放结点数组的值（如A,B,C,D）
}AdjMatr;                            //邻接矩阵

typedef struct
{
    int *datas;  //循环数组
    int rear;
    int head;
}Queue;          //队列

/****************初始化队列***********************/
void Initqueue(Queue &q)
{
    q.datas = new int[MAXVEX+1];
    q.head = q.rear=0;
}

/****************队列的插入（入队列）*******************/
void Insertqueue(Queue &q , int e)
{
    if((q.rear+1)%MAXVEX==q.head)
    {
        cout<<"队列已满！！！"<<endl;//实际此时还有一个空位
        return;
    }else
    {
        q.datas[q.rear] = e;
        q.rear=(q.rear+1)%MAXVEX;
    }
}

/***************队列的删除（出队列）******************/
int Deletequeue(Queue &q)
{
    int e;
    e=q.datas[q.head];
    q.head=(q.head+1)%MAXVEX;
    return e; //返回出队列的值
}
/****************队列是否为空***********************/
int Emptyqueue(Queue &q)
{
    if(q.rear==q.head)
        return 0;
    else
        return 1;
}
/*********************初始化邻接矩阵************************/
void initAdjMatr(AdjMatr &g )
{
    g.vexNum = MAXVEX;   //顶点数
    g.edgeNum = MAXEDGE; //边数
    //初始化矩阵信息,初始为0
    for(int i=1;i<=MAXVEX;i++)
    {
        for(int j=1;j<=MAXVEX;j++)
            g.matrix[i][j]=0;
    }
    //初始化结点信息，（如A,B,C,D）
    for(int i=1;i<=MAXVEX;i++)
    {
        cout<<"请输入第"<<i<<"个结点的信息：";
        cin>>g.vexinfo[i];
    }
}

//通过结点信息（A,B,C,D之类）来查找对应矩阵下标
/*********************确定边在矩阵的位置*********************/
void locata(AdjMatr &g,char &vex1,char &vex2, int &m, int &n)
{
    for(int i =1;i<=MAXVEX;i++)
    {
        if(vex1 == g.vexinfo[i])
            m=i;
        if(vex2 == g.vexinfo[i])
            n=i;
    }
}
/*********************创建图对应的邻接矩阵************************/
void getAdjMatr(AdjMatr &g)
{
     //根据输入的两个顶点，来更新矩阵的值（如输入A,B表示从A到B有一条边，就更新矩阵相应位置的值为1）
     for(int i=1;i<=g.edgeNum;i++)
    {
        char vex1,vex2; //接受输入的两个顶点，来表示从vex1到vex2这条边
        cout<<"请输入边的信息（形如A B,表示从A到B的一条边）：";
        cin>>vex1>>vex2;
        int m,n;        //m和n是用来接受vex1和vex2所在的下标值，好据此更新矩阵相应位置的值
        locata(g,vex1,vex2,m,n);
        g.matrix[m][n]=1;
        g.matrix[n][m]=1;//无向图邻接矩阵对称,少掉这句代码就是有向图的邻接矩阵了(也是无向图的深度优先遍历了)
    }
}

/*********************显示邻接矩阵************************/
void showAdjMatr(AdjMatr &g)
{
    cout<<"邻接矩阵如下："<<endl;
    for(int i=1;i<=MAXVEX;i++)
    {
        for(int j=1;j<=MAXVEX;j++)
            cout<<g.matrix[i][j];
        cout<<endl;
    }
}

/*********************图的广度优先遍历BFS**************************/
void BFS(AdjMatr &g ,int *visited, int v)  //从vex这个结点开始深度遍历图
{
    int u , w;
    //创建队列
    Queue q;
    //初始化一个队列，队列长度为结点个数+1
    Initqueue(q);
    visited[v]=1;
    //只要结点未被访问就访问后将其存进队列里面
    Insertqueue(q,v);
    while(Emptyqueue(q)!=0)
    {
        u=Deletequeue(q);//元素出队列
        cout<<g.vexinfo[u]<<"->";    //输出BFS的遍历顺序
        for(int j=1;j<=MAXVEX;j++)
        {
            if(g.matrix[u][j] == 1)  //说明j是u的邻接点
            {
                w=j;
                if(visited[w]==0)    //表明w未被访问
                {
                    visited[w]=1;    //访问
                    Insertqueue(q,w);//入队列
                }
            }
        }
    }
}

int main()
{
    int visited[MAXVEX+1]={0}; //用来判断该结点是否被访问过，访问过为1，未访问则为0
    int v = 1;                 //表明该图是从下标为1的结点开始广度优先遍历的
    AdjMatr g;                 //创建邻接表
    initAdjMatr(g);            //初始化邻接矩阵
    getAdjMatr(g);             //设置邻接矩阵
    showAdjMatr(g);            //显示邻接矩阵
    BFS(g,visited, v);         //广度优先遍历
    return 0;
}