邻接矩阵有向图(一)之 C语言详解
2014-05-09 16:57
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本章介绍邻接矩阵有向图。在"图的理论基础"中已经对图进行了理论介绍,这里就不再对图的概念进行重复说明了。和以往一样,本文会先给出C语言的实现;后续再分别给出C++和Java版本的实现。实现的语言虽不同,但是原理如出一辙,选择其中之一进行了解即可。若文章有错误或不足的地方,请不吝指出!
目录
1. 邻接矩阵有向图的介绍
2. 邻接矩阵有向图的代码说明
3. 邻接矩阵有向图的完整源码
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邻接矩阵有向图的介绍
邻接矩阵有向图是指通过邻接矩阵表示的有向图。上面的图G2包含了"A,B,C,D,E,F,G"共7个顶点,而且包含了"<A,B>,<B,C>,<B,E>,<B,F>,<C,E>,<D,C>,<E,B>,<E,D>,<F,G>"共9条边。
上图右边的矩阵是G2在内存中的邻接矩阵示意图。A[i][j]=1表示第i个顶点到第j个顶点是一条边,A[i][j]=0则表示不是一条边;而A[i][j]表示的是第i行第j列的值;例如,A[1,2]=1,表示第1个顶点(即顶点B)到第2个顶点(C)是一条边。
邻接矩阵有向图的代码说明
1. 基本定义// 邻接矩阵 typedef struct _graph { char vexs[MAX]; // 顶点集合 int vexnum; // 顶点数 int edgnum; // 边数 int matrix[MAX][MAX]; // 邻接矩阵 }Graph, *PGraph;
Graph是邻接矩阵对应的结构体。
vexs用于保存顶点,vexnum是顶点数,edgnum是边数;matrix则是用于保存矩阵信息的二维数组。例如,matrix[i][j]=1,则表示"顶点i(即vexs[i])"和"顶点j(即vexs[j])"是邻接点;matrix[i][j]=0,则表示它们不是邻接点。
2. 创建矩阵
这里介绍提供了两个创建矩阵的方法。一个是用已知数据,另一个则需要用户手动输入数据。
2.1 创建图(用已提供的矩阵)
/* * 创建图(用已提供的矩阵) */ Graph* create_example_graph() { char vexs[] = {'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G'}; char edges[][2] = { {'A', 'B'}, {'B', 'C'}, {'B', 'E'}, {'B', 'F'}, {'C', 'E'}, {'D', 'C'}, {'E', 'B'}, {'E', 'D'}, {'F', 'G'}}; int vlen = LENGTH(vexs); int elen = LENGTH(edges); int i, p1, p2; Graph* pG; // 输入"顶点数"和"边数" if ((pG=(Graph*)malloc(sizeof(Graph))) == NULL ) return NULL; memset(pG, 0, sizeof(Graph)); // 初始化"顶点数"和"边数" pG->vexnum = vlen; pG->edgnum = elen; // 初始化"顶点" for (i = 0; i < pG->vexnum; i++) { pG->vexs[i] = vexs[i]; } // 初始化"边" for (i = 0; i < pG->edgnum; i++) { // 读取边的起始顶点和结束顶点 p1 = get_position(*pG, edges[i][0]); p2 = get_position(*pG, edges[i][1]); pG->matrix[p1][p2] = 1; } return pG; }
createexamplegraph()是的作用是创建一个邻接矩阵有向图。实际上,该方法创建的有向图,就是上面的图G2。
2.2 创建图(自己输入)
/* * 创建图(自己输入) */ Graph* create_graph() { char c1, c2; int v, e; int i, p1, p2; Graph* pG; // 输入"顶点数"和"边数" printf("input vertex number: "); scanf("%d", &v); printf("input edge number: "); scanf("%d", &e); if ( v < 1 || e < 1 || (e > (v * (v-1)))) { printf("input error: invalid parameters!\n"); return NULL; } if ((pG=(Graph*)malloc(sizeof(Graph))) == NULL ) return NULL; memset(pG, 0, sizeof(Graph)); // 初始化"顶点数"和"边数" pG->vexnum = v; pG->edgnum = e; // 初始化"顶点" for (i = 0; i < pG->vexnum; i++) { printf("vertex(%d): ", i); pG->vexs[i] = read_char(); } // 初始化"边" for (i = 0; i < pG->edgnum; i++) { // 读取边的起始顶点和结束顶点 printf("edge(%d):", i); c1 = read_char(); c2 = read_char(); p1 = get_position(*pG, c1); p2 = get_position(*pG, c2); if (p1==-1 || p2==-1) { printf("input error: invalid edge!\n"); free(pG); return NULL; } pG->matrix[p1][p2] = 1; } return pG; }
create_graph()是读取用户的输入,将输入的数据转换成对应的有向图。
邻接矩阵有向图的完整源码
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