#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define MAX_NAME 3
#define MaxVernum 20 
int degree[MaxVernum];
typedef char VertexType;
//typedef int Weight;

//存储图的边
typedef struct ArcNode
{
	int Ver;//存储边所指向的顶点
	int Weight;//存储该边的权重
	struct ArcNode *next;//指向下一个边的指针结点
}ArcNode;

//存储图的顶点
typedef struct VerNode
{
	VertexType data;//存储该顶点的数据
	struct ArcNode *firstArc;// 边的头指针
	int indegree;//该结点的入度
	int flag;//设定一个标志用于后期判断最短路径是一条还是多条
}VerNode, AdjList[MaxVernum];

//存储图
typedef struct
{
	AdjList adjlist;
	int Arcnum;//存储图中的边的数目
	int Vernum;//存储图中的顶点的数目
}ALGraph;


int IfArc(ALGraph *G, char a)//检查用户再次输入顶点是否在图中
{
	int i = 0;
	for (i = 0; i < G->Vernum; i++)
	{
		if (a == G->adjlist[i].data)
			return i;//如果输入的顶点和图中某一顶点数值相同返回该顶点在图中的位置，return i之后就不会再执行函数之后的内容
	}
	return -1;//如果for循环结束之后还没有找到对应的值那么函数返回值为-1

}
//构造函数 创建图
void CreateALGraph(ALGraph *G)
{
	char v1, v2;
	int i = 0;
	int w = 0;
	int m = 0;
	int n = 0;
	ArcNode *p;
	printf("请输入你想组建图的顶点总数和弧边总数:\n");
	scanf("%d %d", &G->Vernum, &G->Arcnum);
	for (i = 0; i < G->Vernum; i++)//初始化图中的顶点信息
	{
		fflush(stdin);//清空缓存区以免将上一步的空格回车等信息输入
		printf("请输入第%d个顶点", i + 1);
		scanf("%c", &G->adjlist[i].data);//给所有顶点数据进行初始化
		G->adjlist[i].firstArc = NULL;//将每个顶点的头指针，以及入度初始化
		G->adjlist[i].flag = 0;
		G->adjlist[i].indegree = 0;

	}
	system("cls");
	for (i = 0; i < G->Arcnum; i++)//初始化图中的弧边信息
	{
		fflush(stdin);
		printf("请输入两顶点以及之间的权重(v1,v2,w):\n");
		scanf("%c %c %d", &v1, &v2, &w);
		m = IfArc(G, v1);
		n = IfArc(G, v2);
		if (m == -1 || n == -1)//只要其中任何一个顶点不在图中要求重新输入
		{
			i = i - 1;//因为这次输入数据错误所以将i减去1，不增加循环次数
			printf("输入顶点数据错误请重新输入\n");//输出错误信息
			continue;//跳过本次循环不再对边的其他内容进行操作
		}
		p = (ArcNode*)malloc(sizeof(ArcNode));//对p进行空间分配分配的大小是一个ArcNode结构体的大小
		p->Ver = n;//顶点信息
		p->Weight = w;//权重信息
		p->next = G->adjlist[m].firstArc;//将刚刚输入的两个顶点链接起来
		G->adjlist[m].firstArc = p;
		G->adjlist[n].indegree++;    
	}
	system("cls");

}


//栈类型
typedef int SElemType;
#define STACK_INIT_SIZE 10                                      //存储空间初始分配量
#define STACKINCREMENT 2                                        //存储空间分配增量

//栈的顺序存储结构表示
typedef struct SqStack
{
	SElemType *base;                        //基地址
	SElemType *top;                         //栈顶指针
	int stacksize;                          //当前已经分配的存储空间
}SqStack;

//构造一个空栈
int InitStack(SqStack &S)
{
	//为栈底分分配一个指定大小的存储空间
	(S).base = (SElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(SElemType));
	if (!(S).base)
		exit(0);
	(S).top = (S).base;                   //栈底与栈顶指针相同
	(S).stacksize = STACK_INIT_SIZE;
	return 1;
}



//若栈S为空栈（栈底指针和栈顶指针相同）, 则返回1，否则返回0
int StackEmpty(SqStack S)
{
	if (S.top == S.base)
		return 1;
	else
		return 0;
}


//插入元素e为新的栈顶元素
int Push(SqStack *S, SElemType e)
{
	if ((*S).top - (*S).base >= (*S).stacksize)
	{
		(*S).base = (SElemType *)realloc((*S).base, ((*S).stacksize + STACKINCREMENT)*sizeof(SElemType));
		if (!(*S).base)
			exit(0);
		(*S).top = (*S).base + (*S).stacksize;
		(*S).stacksize += STACKINCREMENT;
	}
	*((*S).top)++ = e;
	return 1;
}




//若栈不为空，则删除S栈顶元素用e返回其值，并返回1，否则返回0
int Pop(SqStack *S, SElemType &e)
{
	if ((*S).top == (*S).base)
	{
		return 0;
	}
	e = *--(*S).top;
	return 1;
}
void Finedegree(ALGraph *G)
{
	int j = 0;
	for (j = 0; j<G->Vernum; j++)
	{
		
			degree[j]=G->adjlist[j].indegree;
			printf("第%d个顶点即%c入度为:%d\n", j + 1,G->adjlist[j].data, degree[j]);
	}
}
//有向图的G采用邻接表存储结构，若G无回路，则输出G的顶点的一个拓扑结构
int TopologicalSort(ALGraph *G)
{
	int i, k;
	int count = 0;
	SqStack S;
	ArcNode *p;
	int e = 0;
	int j = 0;
	p = NULL;
	InitStack(S);
	Finedegree(G);
	for (i = 0; i<G->Vernum; i++)
	{
		if (!degree[i])
			Push(&S, i);//把入度为零的节点压栈
	}
	printf("拓扑排列如下:\n");
	while (!StackEmpty(S))
	{
		Pop(&S, i);
		printf("%c", G->adjlist[i].data);
		count++;
		for (p = G->adjlist[i].firstArc; p;p=p->next)
		{
			k = p->Ver;
				if (!(--degree[k]))
					Push(&S, k);
			
			
		}
	}	
	if (count < G->Vernum)
		printf("有环");
	return 0;
}
	


int main()
{
	ALGraph f;
	printf("请选择有向图");
	CreateALGraph(&f);
	TopologicalSort(&f);
	system("pause");
	return 0;
}