数据结构--图--图的数组存储表示,深度优先搜索遍历和广度优先搜索遍历

标签：数据结构   图   深度优先搜索遍历   广度优先搜索遍历   

    图有四种存储结构：数组，邻接表，十字链表，邻接多重表。下面以数组为存储结构来实现图的深度优先搜索遍历和广度优先搜索遍历。其中广度优先搜索遍历中有用到STL中的queue,注意头文件的包含。具体代码如下：

//图的数组（邻接矩阵）存储表示和深度优先遍历

const int MAX_VERTEX_NUM=20;  //最大顶点数
typedef enum {DG,DN,UDG,UDN} GraphKind ;//(有向图，有向网，无向图，无向网)
typedef int VRType;
typedef char InfoType;
typedef char VertexType;

typedef struct ArcCell{
    VRType adj;  //VRType是顶点关系类型，对于无权图，用1或者0表示顶点相邻与否，对于有权图，则为权值类型
    InfoType  info;//该弧相关信息指针
    ArcCell(){
        adj=0;
        info=0;
    }
}ArcCell,AdjMatrix[MAX_VERTEX_NUM][MAX_VERTEX_NUM];

typedef struct MGraph{
    VertexType vexs[MAX_VERTEX_NUM]; //顶点向量
    AdjMatrix arcs;  //邻接矩阵
    int vexnum,arcnum;  //图当前的顶点数和弧数
    GraphKind kind;  //图的种类标志
}MGraph;

int LocateVex(MGraph G,char v1){
    for(int i=0;i<MAX_VERTEX_NUM;++i){
        if(G.vexs[i]==v1)
        return i;
    }
    return MAX_VERTEX_NUM+1;
}

Status CreateUDN(MGraph &G){//采用数组（邻接矩阵）表示法，构建无向网
    G.kind=UDN;  //手动赋值为无向网
    int vexnumber=0,arcnumber=0;
    char info;
    cout<<"please input the vexnumber arcnumber and info:";
    cin>>vexnumber>>arcnumber>>info;
    G.vexnum=vexnumber;
    G.arcnum=arcnumber;
    for(int i=0;i<G.vexnum;++i){ //构造顶点向量
        cout<<"please input the vertex of number "<<i<<"(type char) ";
        cin>>G.vexs[i];
    }
    for(int i=0;i<G.vexnum;++i)  //初始化邻接矩阵
        for(int j=0;j<G.vexnum;++j){
            G.arcs[i][j].adj=0;
            G.arcs[i][j].info=0;
        }
    char v1,v2;
    int weight=0,i=0,j=0;
    char infomation;
    for(int k=0;k<G.arcnum;++k){  //初始化邻接矩阵
        cout<<"please input the two vertexs of the arc and it's weight "<<k+1<<" ";
        cin>>v1>>v2>>weight;
        i=LocateVex(G,v1);  j=LocateVex(G,v2);
        G.arcs[i][j].adj=weight;
        G.arcs[j][i].adj=weight;
        if(info!=48){//0的ascii码为48
            cout<<"please input infomation: ";
            cin>>infomation;
            G.arcs[i][j].info=infomation;
            G.arcs[j][i].info=infomation;
        }
    }
    return OK;
}

void DisMGraph(MGraph m){
    for(int i=0;i<m.vexnum;++i){
        for(int j=0;j<m.vexnum;++j){
            cout<<m.arcs[i][j].adj<<" ";
        }
        cout<<endl;
    }
}

//树的深度优先遍历和广度优先搜索遍历
bool visited[MAX_VERTEX_NUM] ;//访问标志数组

Status VisitFunc(MGraph G,int v){ //函数变量
    if(G.vexs[v]){
        cout<<G.vexs[v]<<" ";
        return OK;
        }
    return ERROR;
}

int FirstAdjVex(MGraph G,int v){  //返回图G中顶点V的第一个邻接点
    if(G.vexnum==0) return -1; //确定图G存在
    for(int j=0;j<G.vexnum;++j){
        if(G.arcs[v][j].adj)
            return j;
    }
    return -1;
}

int NextAdjVex(MGraph G,int v,int w){  //返回顶点v的相对与w的下一个邻接点
    if(G.vexnum==0) return -1; //确定图G存在
    for(int j=w+1;j<G.vexnum;++j){
        if(G.arcs[v][j].adj)
            return j;
    }
    return -1;
}

void DFS(MGraph G,int v){  //从第v个顶点出发，深度优先搜索遍历图G
    visited[v]=true; VisitFunc(G,v); //访问第v个结点
    for(int w=FirstAdjVex(G,v);w>=0;w=NextAdjVex(G,v,w)){
        if(!visited[w]) DFS(G,w); //对v的尚未访问的邻接顶点W递归调用DFS
    }
}

void DFSTraverse(MGraph G,Status (*Visit)(MGraph G,int v)){
    //对图做深度优先遍历
    for(int v=0;v<G.vexnum;++v){  //访问标志数组初始化
        visited[v]=false;
    }
    for(int v=0;v<G.vexnum;++v){
        if(!visited[v]) DFS(G,v); //对尚未访问的结点调用DFS
    }
}

void BFSTraverse(MGraph G,Status (*Visit)(MGraph G,int v)){//广度优先搜索遍历图
    for(int v=0;v<G.vexnum;++v) visited[v]=false;
    queue<char> que;
    char tempvex=0;
    for(int v=0;v<G.vexnum;++v){
        if(!visited[v]) {
            visited[v]=true; Visit(G,v);
            que.push(G.vexs[v]);
            while(!que.empty()){
                tempvex=que.front();
                que.pop();
                for(int w=FirstAdjVex(G,tempvex);w>=0;w=NextAdjVex(G,tempvex,w)){
                    if(!visited[w]){
                        visited[w]=true;
                        Visit(G,w);
                        que.push(G.vexs[w]);
                    }
                }
            }
        }
    }
}
int main()
{
    MGraph m;
    CreateUDN(m);
    DisMGraph(m);
    cout<<"DFS result:";
    DFSTraverse(m,VisitFunc);
    cout<<endl<<"BFS result:";
    BFSTraverse(m,VisitFunc);
    return 0;
}

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