图的存储结构的实现(C/C++实现)

 1 #include <stdio.h>
 2 #include <stdlib.h>
 3 #define maxv 10
 4 #define max 10
 5 typedef char elem;
 6 typedef int elemtype;
 7 #include "queue.h"
 8 #include "mgraph.h"
 9 void main()
10 {
11     mgraph g;
12     printf("1.初始化函数测试:\n");
13     initial(g);
14     printf("2.创建函数测试:\n");
15     create(g);
16     printf("3.输出函数测试:\n");
17     printg(g);
18     printf("4.输出顶点度函数测试:\n");
19     degree(g);
20     printf("5.深度优先遍历函数测试:\n");
21     dfstraverse(g);
22     printf("6.广度优先遍历函数测试:\n");
23     bfs(g);
24 }

  1 //有向图的邻接矩阵,顶点数据为字符型
  2 typedef struct MGraph
  3 {
  4     elem vexes[maxv];//顶点表
  5     int edges[maxv][maxv];//邻接矩阵
  6     int n,e;//顶点数n和边数e
  7 }mgraph;
  8 bool visited[maxv];//访问标志数组
  9 void initial(mgraph &g)//初始化函数
 10 {
 11     int i,j;
 12     g.e=0;
 13     g.n=0;
 14     for(j=0;j<maxv;j++)
 15         g.vexes[j]=0;//建立顶点表
 16     for(i=0;i<maxv;i++)
 17     {
 18         for(j=0;j<maxv;j++)
 19         {
 20             g.edges[i][j]=0;//初始化邻接矩阵
 21         }
 22     }
 23 }
 24 int locate(mgraph g,elem u)//查找顶点对应的数组下标值
 25 {
 26     for(int i=0;i<g.n;i++)
 27     {
 28         if(g.vexes[i]==u)
 29             return i;
 30     }
 31     return -1;
 32 }
 33 void create(mgraph &g)//创建图的邻接矩阵存储
 34 {
 35     int i,j,k;
 36     elem u,v;
 37     printf("请输入有向图的顶点数:");
 38     scanf("%d",&g.n);
 39     printf("请输入有向图的弧数:");
 40     scanf("%d",&g.e);
 41     fflush(stdin);//清空缓存中的数据
 42     printf("请输入字符型顶点数据,如ABCD:");
 43     for(j=0;j<g.n;j++)
 44         scanf("%c",&g.vexes[j]);//建立顶点表
 45     fflush(stdin);
 46     printf("请输入弧的信息,格式:弧尾,弧头\n");
 47     for(k=0;k<g.e;k++)
 48     {
 49         scanf("%c,%c",&u,&v);
 50         i=locate(g,u);
 51         j=locate(g,v);
 52         g.edges[i][j]=1;
 53         fflush(stdin);
 54     }
 55 }
 56 void printg(mgraph g)//输出有向图的邻接矩阵
 57 {
 58     int i,j;
 59     printf("输入图的邻接矩阵存储信息:\n");
 60     printf("顶点数据:\n");
 61     for(i=0;i<g.n;i++)
 62         printf("%d:%c\n",i,g.vexes[i]);
 63     printf("邻接矩阵数据:\n");
 64     for(i=0;i<g.n;i++)
 65     {
 66         for(j=0;j<g.n;j++)
 67         {
 68             printf("%3d",g.edges[i][j]);
 69         }
 70         printf("\n");
 71     }
 72 }
 73 void degree(mgraph g)//输出顶点的度
 74 {
 75     int i,j,in,out;
 76     for(i=0;i<g.n;i++)
 77     {
 78         in=0;
 79         out=0;
 80         for(j=0;j<g.n;j++)
 81         {
 82             if(g.edges[i][j]!=0)
 83                 out++;
 84             if(g.edges[j][i]!=0)
 85                 in++;
 86         }
 87         printf("顶点%c的出度为%d---入度为%d---度为%d\n",g.vexes[i],out,in,in+out);
 88     }
 89 }
 90 int firstadjvex(mgraph g,int v)//顶点v的第一个邻接顶点
 91 {
 92     for(int i=0;i<g.n;i++)
 93     {
 94         if(g.edges[v][i]==1)
 95             return i;
 96     }
 97     return -1;
 98 }
 99 int nextadjvex(mgraph g,int v,int w)//顶点v的相对于w的下一个邻接顶点
100 {
101     for(int i=w+1;i<g.n;i++)
102     {
103         if(g.edges[v][i]==1)
104             return i;
105     }
106     return -1;
107 }
108 void dfs(mgraph g,int v)//遍历一个连通分量
109 {
110     int w;
111     visited[v]=true;
112     printf("%c ",g.vexes[v]);
113     for(w=firstadjvex(g,v);w>=0;w=nextadjvex(g,v,w))
114     {
115         if(!visited[w])
116             dfs(g,w);
117     }
118 }
119 void dfstraverse(mgraph g)//深度优先遍历
120 {
121     int v;
122     for(v=0;v<g.n;v++)
123         visited[v]=false;//标志访问数组初始化
124     for(v=0;v<g.n;v++)
125     {
126         if(!visited[v])
127             dfs(g,v);
128     }
129 }
130 void bfs(mgraph g)//广度优先遍历
131 {
132     int u=0,v=0,w=0;
133     queue q;
134     for(v=0;v<g.n;v++)
135         visited[v]=false;
136     initqueue(q);
137     for(v=0;v<g.n;v++)
138     {
139         if(!visited[v])
140         {
141             visited[v]=true;
142             printf("%c ",g.vexes[v]);
143             enqueue(q,v);
144             while(!queueempty(q))
145             {
146                 dequeue(q,u);
147                 for(w=firstadjvex(g,u);w>=0;w=nextadjvex(g,u,w))
148                 {
149                     if(!visited[w])
150                     {
151                         visited[w]=true;
152                         printf("%c ",g.vexes[w]);
153                         enqueue(q,w);
154                     }
155                 }
156             }
157         }
158     }
159     destroyqueue(q);
160 }

 1 typedef struct
 2 {
 3     elemtype *base;//动态分配存储空间
 4     int front;//头指针,若队列不空指向队列头元素
 5     int rear;//尾指针,若队列不空指向队列尾元素的下一个位置
 6 }queue;
 7 void initqueue(queue &q)//初始化队列
 8 {
 9     q.base=new elemtype[max];//分配存储空间
10     if(!q.base)
11     {
12         printf("队列分配失败\n");
13         exit(-2);
14     }
15     else 
16         q.front=q.rear=0;
17 }
18 int queueempty(queue q)//判断队列是否为空
19 {
20     if(q.front==q.rear)
21         return 1;
22     else 
23         return 0;
24 }
25 void enqueue(queue &q,elemtype e)//入队列操作
26 {
27     if((q.rear+1)%max==q.front)
28     {
29         printf("队满,无法插入新元素!\n");
30         exit(-2);
31     }
32     else
33     {
34         q.base[q.rear]=e;
35         q.rear=(q.rear+1)%max;
36     }
37 }
38 void dequeue(queue &q,elemtype e)//出队列操作
39 {
40     if(q.front==q.rear)//判断队列是否为空
41     {
42         printf("空队列,无法删除头元素!\n");
43         exit(-2);
44     }
45     else
46     {
47         e=q.base[q.front];
48         q.front=(q.front+1)%max;
49     }
50 }
51 void destroyqueue(queue &q)//销毁队列
52 {
53     free(q.base);
54     q.base=NULL;
55     q.front=0;
56     q.rear=0;
57     printf("\n");
58 }