第十二周项目1-图基本算法库

    xiaoxiao2021-09-23  82

    /*   Copyright (c)2016,烟台大学计算机与控制工程学院   All rights reserved.   文件名称:第十二周项目1 - 图基本算法库.cpp   作    者:朱建豪   完成日期:2016年11月18日   版 本 号:v1.0      问题描述:  定义图的邻接矩阵和邻接表存储结构,实现其基本运算,并完成测试。    要求:    1、头文件graph.h中定义相关的数据结构并声明用于完成基本运算的函数。对应基本运算的函数包括:       void ArrayToMat(int *Arr, int n, MGraph &g); //用普通数组构造图的邻接矩阵       void ArrayToList(int *Arr, int n, ALGraph *&); //用普通数组构造图的邻接表       void MatToList(MGraph g,ALGraph *&G);//将邻接矩阵g转换成邻接表G       void ListToMat(ALGraph *G,MGraph &g);//将邻接表G转换成邻接矩阵g       void DispMat(MGraph g);//输出邻接矩阵g       void DispAdj(ALGraph *G);//输出邻接表G   2、在graph.cpp中实现这些函数    3、用main.cpp中的main函数中完成测试。    输入描述: 若干测试数据。   程序输出: 测试函数的值。    */     头文件graph.h代码:

    [cpp]  view plain  copy #define MAXV 100                //最大顶点个数   #define INF 32767       //INF表示∞   typedef int InfoType;      //以下定义邻接矩阵类型   typedef struct   {       int no;                     //顶点编号       InfoType info;              //顶点其他信息,在此存放带权图权值   } VertexType;                   //顶点类型      typedef struct                  //图的定义   {       int edges[MAXV][MAXV];      //邻接矩阵       int n,e;                    //顶点数,弧数       VertexType vexs[MAXV];      //存放顶点信息   } MGraph;                       //图的邻接矩阵类型      //以下定义邻接表类型   typedef struct ANode            //弧的结点结构类型   {       int adjvex;                 //该弧的终点位置       struct ANode *nextarc;      //指向下一条弧的指针       InfoType info;              //该弧的相关信息,这里用于存放权值   } ArcNode;      typedef int Vertex;      typedef struct Vnode            //邻接表头结点的类型   {       Vertex data;                //顶点信息       int count;                  //存放顶点入度,只在拓扑排序中用       ArcNode *firstarc;          //指向第一条弧   } VNode;      typedef VNode AdjList[MAXV];    //AdjList是邻接表类型      typedef struct   {       AdjList adjlist;            //邻接表       int n,e;                    //图中顶点数n和边数e   } ALGraph;                      //图的邻接表类型      //功能:由一个反映图中顶点邻接关系的二维数组,构造出用邻接矩阵存储的图   //参数:Arr - 数组名,由于形式参数为二维数组时必须给出每行的元素个数,在此将参数Arr声明为一维数组名(指向int的指针)   //      n - 矩阵的阶数   //      g - 要构造出来的邻接矩阵数据结构   void ArrayToMat(int *Arr, int n, MGraph &g); //用普通数组构造图的邻接矩阵   void ArrayToList(int *Arr, int n, ALGraph *&); //用普通数组构造图的邻接表   void MatToList(MGraph g,ALGraph *&G);//将邻接矩阵g转换成邻接表G   void ListToMat(ALGraph *G,MGraph &g);//将邻接表G转换成邻接矩阵g   void DispMat(MGraph g);//输出邻接矩阵g   void DispAdj(ALGraph *G);//输出邻接表G   源文件graph.cpp代码:

    [cpp]  view plain  copy #include <stdio.h>   #include <malloc.h>   #include "graph.h"      //功能:由一个反映图中顶点邻接关系的二维数组,构造出用邻接矩阵存储的图   //参数:Arr - 数组名,由于形式参数为二维数组时必须给出每行的元素个数,在此将参数Arr声明为一维数组名(指向int的指针)   //      n - 矩阵的阶数   //      g - 要构造出来的邻接矩阵数据结构   void ArrayToMat(int *Arr, int n, MGraph &g)   {       int i,j,count=0;  //count用于统计边数,即矩阵中非0元素个数       g.n=n;       for (i=0; i<g.n; i++)           for (j=0; j<g.n; j++)           {               g.edges[i][j]=Arr[i*n+j]; //将Arr看作n×n的二维数组,Arr[i*n+j]即是Arr[i][j],计算存储位置的功夫在此应用               if(g.edges[i][j]!=0 && g.edges[i][j]!=INF)                   count++;           }       g.e=count;   }      void ArrayToList(int *Arr, int n, ALGraph *&G)   {       int i,j,count=0;  //count用于统计边数,即矩阵中非0元素个数       ArcNode *p;       G=(ALGraph *)malloc(sizeof(ALGraph));       G->n=n;       for (i=0; i<n; i++)                 //给邻接表中所有头节点的指针域置初值           G->adjlist[i].firstarc=NULL;       for (i=0; i<n; i++)                 //检查邻接矩阵中每个元素           for (j=n-1; j>=0; j--)               if (Arr[i*n+j]!=0)      //存在一条边,将Arr看作n×n的二维数组,Arr[i*n+j]即是Arr[i][j]               {                   p=(ArcNode *)malloc(sizeof(ArcNode));   //创建一个节点*p                   p->adjvex=j;                   p->info=Arr[i*n+j];                   p->nextarc=G->adjlist[i].firstarc;      //采用头插法插入*p                   G->adjlist[i].firstarc=p;               }          G->e=count;   }      void MatToList(MGraph g, ALGraph *&G)   //将邻接矩阵g转换成邻接表G   {       int i,j;       ArcNode *p;       G=(ALGraph *)malloc(sizeof(ALGraph));       for (i=0; i<g.n; i++)                   //给邻接表中所有头节点的指针域置初值           G->adjlist[i].firstarc=NULL;       for (i=0; i<g.n; i++)                   //检查邻接矩阵中每个元素           for (j=g.n-1; j>=0; j--)               if (g.edges[i][j]!=0)       //存在一条边               {                   p=(ArcNode *)malloc(sizeof(ArcNode));   //创建一个节点*p                   p->adjvex=j;                   p->info=g.edges[i][j];                   p->nextarc=G->adjlist[i].firstarc;      //采用头插法插入*p                   G->adjlist[i].firstarc=p;               }       G->n=g.n;       G->e=g.e;   }      void ListToMat(ALGraph *G,MGraph &g)   //将邻接表G转换成邻接矩阵g   {       int i,j;       ArcNode *p;       g.n=G->n;   //根据一楼同学“举报”改的。g.n未赋值,下面的初始化不起作用       g.e=G->e;       for (i=0; i<g.n; i++)   //先初始化邻接矩阵           for (j=0; j<g.n; j++)               g.edges[i][j]=0;       for (i=0; i<G->n; i++)  //根据邻接表,为邻接矩阵赋值       {           p=G->adjlist[i].firstarc;           while (p!=NULL)           {               g.edges[i][p->adjvex]=p->info;               p=p->nextarc;           }       }   }      void DispMat(MGraph g)   //输出邻接矩阵g   {       int i,j;       for (i=0; i<g.n; i++)       {           for (j=0; j<g.n; j++)               if (g.edges[i][j]==INF)                   printf("%3s","∞");               else                   printf("=",g.edges[i][j]);           printf("\n");       }   }      void DispAdj(ALGraph *G)   //输出邻接表G   {       int i;       ArcNode *p;       for (i=0; i<G->n; i++)       {           p=G->adjlist[i].firstarc;           printf("=: ",i);           while (p!=NULL)           {               printf("-->%d/%d ",p->adjvex,p->info);               p=p->nextarc;           }           printf("\n");       }   }   main函数代码:

    [cpp]  view plain  copy #include <stdio.h>   #include <malloc.h>   #include "graph.h"      int main()   {       MGraph g1,g2;       ALGraph *G1,*G2;       int A[6][6]=       {           {0,5,0,7,0,0},           {0,0,4,0,0,0},           {8,0,0,0,0,9},           {0,0,5,0,0,6},           {0,0,0,5,0,0},           {3,0,0,0,1,0}       };          ArrayToMat(A[0], 6, g1);  //取二维数组的起始地址作实参,用A[0],因其实质为一维数组地址,与形参匹配       printf(" 有向图g1的邻接矩阵:\n");       DispMat(g1);          ArrayToList(A[0], 6, G1);       printf(" 有向图G1的邻接表:\n");       DispAdj(G1);          MatToList(g1,G2);       printf(" 图g1的邻接矩阵转换成邻接表G2:\n");       DispAdj(G2);          ListToMat(G1,g2);       printf(" 图G1的邻接表转换成邻接邻阵g2:\n");       DispMat(g2);       printf("\n");       return 0;   }   运行结果:

    知识点总结:

    定义图的算法库。

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