第十二周 项目3-图遍历算法实现 (2)广度优先遍历(BFS)

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文件名称:第十二周项目3 - 图遍历算法实现 (2)广度优先遍历(BFS).cpp 
作    者:滕健 
完成日期:2016年11月17日 

 
* 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:无   
* 程序输出:测试数据   
*/   

(1)头文件:


#ifndef GRAPH_H_INCLUDED  
#define GRAPH_H_INCLUDED  
  
#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  
//int visited[MAXV];  
#endif // GRAPH_H_INCLUDED  



(2)main 函数
#include <stdio.h>  
#include <malloc.h>  
#include "head.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;  
}  

(3)源文件

#include <stdio.h>  
#include <malloc.h>  
#include "head.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 && g.edges[i][j]!=INF)  
                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");  
    }  
}  
 

运行结果 :

《第十二周 项目3-图遍历算法实现 (2)广度优先遍历(BFS)》

    原文作者:数据结构之图
    原文地址: https://blog.csdn.net/tengjian6107/article/details/53196604
    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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