在 C++ 中使用邻接表的图

Posted 2023-02-21

【中文标题】在 C++ 中使用邻接表的图

【英文标题】：Graphs using Adjacency List in c++

【发布时间】：2013-07-29 14:01:04

【问题描述】：

我正在尝试用 C++ 实现一个图形。我使用包含两个变量的结构来表示图中的节点 - a) 一个包含有关节点的一些信息的整数。 b) 一个列表，其中包含与其相连的其他顶点的索引。 以下是代码。

// Graphs using adjacency list

#include <iostream>
#include <list>
#include <cstdlib>
using namespace std;

// structure to represent a vertex(node) in a graph
typedef struct vertex
    int info;
    list<int> adj;   // adjacency list of edges contains the indexes to vertex
 *vPtr;             

int main()
    vPtr node = (vPtr)malloc(sizeof(struct vertex));
    node->info = 34;            // some arbitrary value
    (node->adj).push_back(2);   // trying to insert a value in the list
    return 0;

代码编译正常，但在我推回列表中的一个元素时出现运行时错误。我的结构有什么问题吗？ 我正在使用代码块和 GNU GCC、C++ 98 编译器来编译我的代码。

【问题讨论】：

vPtr 声明有些可疑。

@Jim ：我不这么认为，因为代码只有在我推回列表时才会出现问题。如果我删除该行，那么代码就可以正常工作。

【参考方案1】：

malloc 是一个 C 函数 - 它不应该与 C++ 对象一起使用，which is very well explained here （简短回答：在 C++ 中，当你不处理 POD 类型时，std::list 在你的在这种情况下，您必须调用对象的构造函数才能使实际对象准备好使用，而malloc() 不会这样做。

You should used new instead。虽然malloc 只分配一块大小为vertex 的内存块，但new 这样做并且还通过调用它的构造函数来初始化std::list（有趣的是，当你调用delete() 时，你正在调用你的对象的析构函数）。

这里有一段代码适用于您的情况，但我建议您开始在 C++ 项目中使用更多 C++ 功能：

#include <iostream>
#include <list>
#include <cstdlib>
#include <new>

using namespace std;

// structure to represent a vertex(node) in a graph
typedef struct vertex
    int info;
    list<int> adj;   // adjacency list of edges contains the indexes to vertex
 *vPtr;             

int main()
    cout << "allocating memory for our vertex struct... \n";
    vPtr node = new vertex();
    node->info = 34;            // some arbitrary value
    (node->adj).push_back(2);   // trying to insert a value in the list
    cout << "cleaning allocated memory... \n";
    delete(node);

    return 0;

【讨论】：

嗯，确实它强烈地改变了代码。但我认为这是必要的，因为问题的性质是使用了错误的工具来完成这项工作。

我完全同意。但这是一个有趣的学术练习，可以了解 malloc 和 STL 如何交互（或不交互）。关于 malloc 不运行构造的见解很有趣。

是的，我认为你有更好的答案，因为它解决了这个问题。 Streppel绕过了它，这可能是正确的做法，但没有解释事情。我会 +1 你的答案，至少我能做到....

@Jim，是不是 malloc 不做 stl 对象所需的东西？

我认为 STL 可以做任何事情，但是一些熟悉不同方法的人有时想混合使用它们。一般来说，这可能不是最好的做法，但它确实发生了。

【参考方案2】：

几件事。

因为您使用的是malloc，所以从未调用过constructor，并且作为 这样的非原始成员 adj 永远不会被构造并且是 空。

您正在泄漏内存，因为您从未释放/删除任何动态分配的内存。

如果您使用 C++，为什么要使用 malloc 而不是 new 和 delete？

对于 C++，您不必在 sizeof 中说 struct vertex。

要修复它，你可以这样做：

vPtr node = new struct vertex(); // also change to delete instead of free

或

// use current malloc line, change adj to be a pointer to a list and new it
// but this will cause additional problems for you since you really need to use a constructor for STL::list
node->adj = new list<int>;

你真的不应该在这里使用malloc。

【讨论】：

也许他不应该，但很高兴知道（无论如何）这些是如何相互作用的。

我不认为 node->adj = new list;编译。

糟糕，确实如此，当您将 adj 设为 ptr 时。

是的，这正是我在评论中所说的你必须做的:-)

@Jim 别担心，伙计！干杯并感谢您的投票！这很适合我的第一个帖子答案是正确的永远不会得到爱：-p 找到了一些你的好帖子，我也艰难地通过了。这很有趣，但您偶尔会遇到必须将两者混合在一起的情况，特别是如果您还不能使用placement-new并且出于其他性能原因必须将它们混合在一起（调用new和malloc对延迟不利） .. 是的，我意识到 STL 也是如此..

【参考方案3】：

这是 UpAndAdam 的回答，写得很完整。

// Graphs using adjacency list
//
#include <iostream>
#include <list>
#include <cstdlib>
using namespace std;

// structure to represent a vertex(node) in a graph
typedef struct vertex
    int info;
    list<int> *adj;   // adjacency list of edges contains the indexes to vertex
 *vPtr;             

int main()
    vPtr node = (vPtr)malloc(sizeof(struct vertex));
    node->adj = new list<int>;
    node->info = 34;            // some arbitrary value
    (node->adj)->push_back(2);  // trying to insert a value in the list
    return 0;