数据结构---图（C描述）

#include<string.h>
#include<ctype.h>
#include<malloc.h> /* malloc()等*/
#include<limits.h> /* INT_MAX 等*/
#include<stdio.h> /* EOF(=^Z 或F6),NULL */
#include<stdlib.h> /* atoi() */
#include<io.h> /* eof() */
#include<math.h> /* floor(),ceil(),abs() */
#include<process.h> /* exit() */
/* 函数结果状态代码*/
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define OK 1
#define ERROR 0
#define INFEASIBLE -1
/* #define OVERFLOW -2 因为在math.h 中已定义OVERFLOW 的值为3,故去掉此行*/
typedef int Status; /* Status 是函数的类型,其值是函数结果状态代码，如OK 等*/
typedef int Boolean; Boolean 是布尔类型,其值是TRUE 或FALSE */

/* .........................*/
#define MAX_VERTEX_NUM 20
typedef enum{DG,DN,AG,AN}GraphKind; /* {有向图,有向网,无向图,无向网} */
typedef struct ArcNode
{
int adjvex; /* 该弧所指向的顶点的位置*/
struct ArcNode *nextarc; /* 指向下一条弧的指针*/
InfoType *info; /* 网的权值指针） */
}ArcNode; /* 表结点*/
typedef struct
{
VertexType data; /* 顶点信息*/
ArcNode *firstarc; /* 第一个表结点的地址,指向第一条依附该顶点的弧的指针*/
}VNode,AdjList[MAX_VERTEX_NUM]; /* 头结点*/
typedef struct
{
AdjList vertices;
int vexnum,arcnum; /* 图的当前顶点数和弧数*/
int kind; /* 图的种类标志*/
}ALGraph;
/* .........................*/

/* .........................*/
/*ALGraphAlgo.cpp 图的邻接表存储(存储结构由ALGraphDef.h 定义)的基本操作*/
int LocateVex(ALGraph G,VertexType u)
{ /* 初始条件: 图G 存在,u 和G 中顶点有相同特征*/
/* 操作结果: 若G 中存在顶点u,则返回该顶点在图中位置;否则返回-1 */
int i;
for(i=0;i<G.vexnum;++i)
if(strcmp(u,G.vertices[i].data)==0)
return i;
return -1;
}
Status CreateGraph(ALGraph &G)
{ /* 采用邻接表存储结构,构造没有相关信息的图G(用一个函数构造4 种图) */
int i,j,k;
int w; /* 权值*/
VertexType va,vb;
ArcNode *p;
printf("请输入图的类型(有向图:0,有向网:1,无向图:2,无向网:3): ");
scanf("%d",&(G.kind));
printf("请输入图的顶点数,边数: ");
scanf("%d,%d",&(G.vexnum),&(G.arcnum));
printf("请输入%d 个顶点的值(<%d 个字符):/n",G.vexnum,MAX_NAME);
for(i=0;i<G.vexnum;++i) /* 构造顶点向量*/
{
scanf("%s",G.vertices[i].data);
G.vertices[i].firstarc=NULL;
}
if(G.kind==1||G.kind==3) /* 网*/
printf("请顺序输入每条弧(边)的权值、弧尾和弧头(以空格作为间隔):/n");
else /* 图*/
printf("请顺序输入每条弧(边)的弧尾和弧头(以空格作为间隔):/n");
for(k=0;k<G.arcnum;++k) /* 构造表结点链表*/
{
if(G.kind==1||G.kind==3) /* 网*/
scanf("%d%s%s",&w,va,vb);
else /* 图*/
scanf("%s%s",va,vb);
i=LocateVex(G,va); /* 弧尾*/
j=LocateVex(G,vb); /* 弧头*/
p=(ArcNode*)malloc(sizeof(ArcNode));
p->adjvex=j;
if(G.kind==1||G.kind==3) /* 网*/
{
p->info=(int *)malloc(sizeof(int));
*(p->info)=w;
}
else
p->info=NULL; /* 图*/
p->nextarc=G.vertices[i].firstarc; /* 插在表头*/
G.vertices[i].firstarc=p;
if(G.kind>=2) /* 无向图或网,产生第二个表结点*/
{
p=(ArcNode*)malloc(sizeof(ArcNode));
p->adjvex=i;
if(G.kind==3) /* 无向网*/
{
p->info=(int*)malloc(sizeof(int));
*(p->info)=w;
}
else
p->info=NULL; /* 无向图*/
p->nextarc=G.vertices[j].firstarc; /* 插在表头*/
G.vertices[j].firstarc=p;
}
}
return OK;
}
void DestroyGraph(ALGraph &G)
{ /* 初始条件: 图G 存在。操作结果: 销毁图G */
int i;
ArcNode *p,*q;
G.vexnum=0;
G.arcnum=0;
for(i=0;i<G.vexnum;++i)
{
p=G.vertices[i].firstarc;
while(p)
{
q=p->nextarc;
if(G.kind%2) /* 网*/
free(p->info);
free(p);
p=q;
}
}
}
VertexType* GetVex(ALGraph G,int v)
{ /* 初始条件: 图G 存在,v 是G 中某个顶点的序号。操作结果: 返回v 的值*/
if(v>=G.vexnum||v<0)
exit(ERROR);
return &G.vertices[v].data;
}
int FirstAdjVex(ALGraph G,VertexType v)
{ /* 初始条件: 图G 存在,v 是G 中某个顶点*/
/* 操作结果: 返回v 的第一个邻接顶点的序号。若顶点在G 中没有邻接顶点,则返回-1 */
ArcNode *p;
int v1;
v1=LocateVex(G,v); /* v1 为顶点v 在图G 中的序号*/
p=G.vertices[v1].firstarc;
if(p)
return p->adjvex;
else
return -1;
}
int NextAdjVex(ALGraph G,VertexType v,VertexType w)
{ /* 初始条件: 图G 存在,v 是G 中某个顶点,w 是v 的邻接顶点*/
/* 操作结果: 返回v 的(相对于w 的)下一个邻接顶点的序号。*/
/* 若w 是v 的最后一个邻接点,则返回-1 */
ArcNode *p;
int v1,w1;
v1=LocateVex(G,v); /* v1 为顶点v 在图G 中的序号*/
w1=LocateVex(G,w); /* w1 为顶点w 在图G 中的序号*/
p=G.vertices[v1].firstarc;
while(p&&p->adjvex!=w1) /* 指针p 不空且所指表结点不是w */
p=p->nextarc;
if(!p||!p->nextarc) /* 没找到w 或w 是最后一个邻接点*/
return -1;
else /* p->adjvex==w */
return p->nextarc->adjvex; /* 返回v 的(相对于w 的)下一个邻接顶点的序号*/
}
Boolean visited[MAX_VERTEX_NUM]; /* 访问标志数组(全局量) */
void(*VisitFunc)(char* v); /* 函数变量(全局量) */
void DFS(ALGraph G,int v)
{ /* 从第v 个顶点出发递归地深度优先遍历图G。算法7.5 */
int w;
VertexType v1,w1;
strcpy(v1,*GetVex(G,v));
visited[v]=TRUE; /* 设置访问标志为TRUE(已访问) */
VisitFunc(G.vertices[v].data); /* 访问第v 个顶点*/
for(w=FirstAdjVex(G,v1);w>=0;w=NextAdjVex(G,v1,strcpy(w1,*GetVex(G,w))))
if(!visited[w])
DFS(G,w); /* 对v 的尚未访问的邻接点w 递归调用DFS */
}
void DFSTraverse(ALGraph G,void(*Visit)(char*))
{ /* 对图G 作深度优先遍历。算法7.4 */
int v;
VisitFunc=Visit; /* 使用全局变量VisitFunc,使DFS 不必设函数指针参数*/
for(v=0;v<G.vexnum;v++)
visited[v]=FALSE; /* 访问标志数组初始化*/
for(v=0;v<G.vexnum;v++)
if(!visited[v])
DFS(G,v); /* 对尚未访问的顶点调用DFS */
printf("/n");
}
typedef int QElemType; /* 队列类型*/
#include"LinkQueueDef.h"
#include"LinkQueueAlgo.h"
void BFSTraverse(ALGraph G,void(*Visit)(char*))
{/*按广度优先非递归遍历图G。使用辅助队列Q 和访问标志数组visited。算法7.6 */
int v,u,w;
VertexType u1,w1;
LinkQueue Q;
for(v=0;v<G.vexnum;++v)
visited[v]=FALSE; /* 置初值*/
InitQueue(Q); /* 置空的辅助队列Q */
for(v=0;v<G.vexnum;v++) /* 如果是连通图,只v=0 就遍历全图*/
if(!visited[v]) /* v 尚未访问*/
{
visited[v]=TRUE;
Visit(G.vertices[v].data);
EnQueue(Q,v); /* v 入队列*/
while(!QueueEmpty(Q)) /* 队列不空*/
{
DeQueue(Q,u); /* 队头元素出队并置为u */
strcpy(u1,*GetVex(G,u));
for(w=FirstAdjVex(G,u1);w>=0;w=NextAdjVex(G,u1,strcpy(w1,*GetVex(G,w))))
if(!visited[w]) /* w 为u 的尚未访问的邻接顶点*/
{
visited[w]=TRUE;
Visit(G.vertices[w].data);
EnQueue(Q,w); /* w 入队*/
}
}
}
printf("/n");
}
void Display(ALGraph G)
{ /* 输出图的邻接矩阵G */
int i;
ArcNode *p;
switch(G.kind)
{ case DG: printf("有向图/n"); break;
case DN: printf("有向网/n"); break;
case AG: printf("无向图/n"); break;
case AN: printf("无向网/n");
}
printf("%d 个顶点：/n",G.vexnum);
for(i=0;i<G.vexnum;++i)
printf("%s ",G.vertices[i].data);
printf("/n%d 条弧(边):/n",G.arcnum);
for(i=0;i<G.vexnum;i++)
{
p=G.vertices[i].firstarc;
while(p)
{
if(G.kind<=1) /* 有向*/
{
printf("%s→%s ",G.vertices[i].data,G.vertices[p->adjvex].data);
if(G.kind==DN) /* 网*/
printf(":%d ",*(p->info));
}
else /* 无向(避免输出两次) */
{
if(i<p->adjvex)
{
printf("%s－%s ",G.vertices[i].data,G.vertices[p->adjvex].data);
if(G.kind==AN) /* 网*/
printf(":%d ",*(p->info));
}
}
p=p->nextarc;
}
printf("/n");
}
}

/* .........................*/

/* .........................*/
#include "pubuse.h"
#define MAX_NAME 3 /* 顶点字符串的最大长度+1 */
typedef int InfoType; /* 存放网的权值*/
typedef char VertexType[MAX_NAME]; /* 字符串类型*/
#include"ALGraphDef.h"
#include"ALGraphAlgo.h"
void print(char *i)
{
printf("%s ",i);
}

void main()
{
int i,j,k,n;
ALGraph g;
VertexType v1,v2;
printf("请选择有向图/n");
CreateGraph(g);
Display(g);
printf("深度优先搜索的结果:/n");
DFSTraverse(g,print);
printf("广度优先搜索的结果:/n");
BFSTraverse(g,print);
DestroyGraph(g); /* 销毁图*/
}