数据结构课设-弗洛伊德算法C语言实现

Posted 礼彬fly

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了数据结构课设-弗洛伊德算法C语言实现相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

我在大二上学期期末时候写的,大概2013年12月31号左右。我写在博客里一是为我以后复习所用,二是希望对需要的人有所帮助。

问题描述:

给出一张无向图,图上的每个顶点表示一个城市,顶点之间的边表示城市间存在的路径,边上的权值表示城市间的路径长度。利用弗洛伊德(Floyd)算法求解最短路径求解任意两个城市之间的最短路径问题。


#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#define INFINITY 65535       //无穷
#define MAXLIN 10
typedef struct Ver           //顶点向量
    char dian[5];
Ver;
typedef struct MGraph
    Ver vexs[MAXLIN];            //顶点向量数组
    int arcs[MAXLIN][MAXLIN];    //邻接矩阵
    int vexnum,arcnum;        //顶点和边的数目
MGraph;
int flag=0;
int flag1=0;
int LocateVex(MGraph G,char cc[5])       //返回顶点在图中的位置

    for(int i=0;i<G.vexnum;i++)
        if(strcmp(G.vexs[i].dian,cc)==0)
            return i;
    return -1;

void InPutMg(MGraph &G)        //输入图相关信息

    flag1=1;
    int i,j,k,w;
    char aa[5],bb[5];
    printf("*****************************\\n");
    printf("****   输入图相关信息!   ****\\n");
    printf("*****************************\\n");
    printf("请输入城市数:");
    scanf("%d",&G.vexnum);
    printf("请输入城市之间的路径数:");
    scanf("%d",&G.arcnum);
    printf("请输入所有城市名称(如:v1 v2 v3):");
    for(i=0;i<G.vexnum;i++)              
        scanf("%s",G.vexs[i].dian);
    for(i=0;i<G.vexnum;i++)                          //对邻接矩阵初始化  使开始所有城市之间都是不可达的
        for(j=0;j<G.vexnum;j++)
            G.arcs[i][j]=INFINITY;
    printf("请输入城市路径和路径长度:(如 v1 v2 4):\\n");
    for(k=0;k<G.arcnum;k++)
    
        printf("请输入----->");
        scanf("%s %s %d",aa,bb,&w);
        i=LocateVex(G,aa);
        j=LocateVex(G,bb);
        G.arcs[i][j]=w;
        G.arcs[j][i]=w;
    
    printf("输入完毕!\\n");

void CreateMg(MGraph &G,int P[MAXLIN][MAXLIN][MAXLIN],int D[MAXLIN][MAXLIN])        //生成图相关信息

    if(flag1==0)
    
        printf("未输入有关城市图的信息!请输入后再使用本功能!\\n");
        return;
    
    flag=1;
    printf("*****************************\\n");
    printf("****   生成图相关信息!   ****\\n");
    printf("*****************************\\n");
    int u,v,w,i,j;
    for(v=0;v<G.vexnum;v++)                 //对当前已知各节点之间路径 进行初始化
        for(w=0;w<G.vexnum;w++)
        
            D[v][w]=G.arcs[v][w];
            for(u=0;u<G.vexnum;u++)
                P[v][w][u]=-1;
            if(D[v][w]<INFINITY)           //两个城市之间相连
            
                P[v][w][0]=v;
                P[v][w][1]=w;
            
        

    for(u=0;u<G.vexnum;u++)
        for(v=0;v<G.vexnum;v++)
            for(w=0;w<G.vexnum;w++)
                if(D[v][u]<INFINITY&&D[u][w]<INFINITY&&D[v][u]+D[u][w]<D[v][w])
                
                    //更新D
                    D[v][w]=D[v][u]+D[u][w];
                    //更新P,从v到w的路径是从v到u,再从u到w
                    for(i=0;i<G.vexnum;i++)
                    
                        if(P[v][u][i]!=-1)
                            P[v][w][i]=P[v][u][i];
                        else
                            break;
                    
                    for(j=1;j<G.vexnum;j++)    //这里j不是从0开始的,因为v到u的最后一个顶点即使u
                    
                        if(P[u][w][j]!=-1)
                            P[v][w][i++]=P[u][w][j];
                        else
                            break;
                    
                
        printf("操作完毕!\\n");

void LookMg1(MGraph &G)

    printf("城市的无向网邻接矩阵为:\\n");
    for(int i=0;i<G.vexnum;i++)
    
        for(int j=0;j<G.vexnum;j++)
            printf("\\t%d",G.arcs[i][j]);
        printf("\\n");
    

void LookMg2(MGraph &G)

    int n;
    printf("城市图的基本信息为:");
    printf("城市数为:%d\\n",G.vexnum);
    printf("城市之间所有路径数为:%d\\n",G.arcnum);
    printf("路径,是否相通,长度:\\n");
    for(int i=0;i<G.vexnum;i++)
    
        for(int j=0;j<G.vexnum;j++)
        
            if(G.arcs[i][j]==INFINITY)
                n=0;
            else
                n=1;
            printf("\\t(%s,%s),%d,%d",G.vexs[i].dian,G.vexs[j].dian,n,G.arcs[i][j]);
        
        printf("\\n");
    

void LookMg(MGraph &G)         //查看图相关信息

    if(flag1==0)
    
        printf("未输入有关城市图的信息!请输入后再使用本功能!\\n");
        return;
    
    int choice2;
    printf("*****************************\\n");
    printf("****   查看图相关信息!   ****\\n");
    printf("*****************************\\n");
    while(true)
    
        printf("\\n-- 查看无向网邻接矩阵请输入 -->1\\n");
        printf("-- 查看城市图基本信息请输入 -->2\\n");
        printf("--      退出查看请输入      -->0\\n");
        scanf("%d",&choice2);
        switch(choice2)
        
        case 1:        LookMg1(G);
            break;
        case 2:        LookMg2(G);
            break;
        case 0: return;
        
    
    

void ReferMg(MGraph &G,int P[MAXLIN][MAXLIN][MAXLIN],int D[MAXLIN][MAXLIN])            //查询图相关信息

    if(flag==0)
    
        printf("图相关信息未生成!,请生成后在使用本功能!\\n");
        return;
    
    int i,j;
    printf("*****************************\\n");
    printf("****   查询图相关信息!   ****\\n");
    printf("*****************************\\n");
    printf("任意两个城市之间最短路径长度及最短路径为:\\n");     //输出任意两个城市之间的最短路径
    for(i=0;i<G.vexnum;i++)
    
        for(j=0;j<G.vexnum;j++)
        
            if(i!=j)
            
                if(D[i][j]!=INFINITY)
                
                    printf("%s到%s的最短路径为:\\t%d",G.vexs[i].dian,G.vexs[j].dian,D[i][j]);
                    printf("\\t最短路径为:");
                    for(int k=0;k<G.vexnum;k++)
                    
                        if(P[i][j][k]!=-1)
                            printf("  %s",G.vexs[P[i][j][k]].dian);
                        else
                            break;
                    
                    printf("\\n");
                
            
        
    
    printf("\\n");

void OutPutMg()         //退出程序

    printf("*****************************\\n");
    printf("****    感谢您的使用!    ****\\n");
    printf("*****************************\\n");
    return;

int main()

    int choice;
    MGraph G;
    int P[MAXLIN][MAXLIN][MAXLIN];  //P[v][w][i]表示 当前求得的顶点v到w的最短路径的第i+1个顶点  这是打印最短路径的关键
    int D[MAXLIN][MAXLIN];          //D[v][w]表示 当前求得的 顶点v到顶点w的最短路径的长度
    while(true)
    
        printf("\\n-----欢迎使用弗洛伊德求城市最短路径的程序-----\\n");    //主界面
        printf("-----输入城市图的相关信息   请输入:1\\n");
        printf("-----生成城市图的相关信息   请输入:2\\n");
        printf("-----查看城市图的相关信息   请输入:3\\n");
        printf("-----查询城市图的相关信息   请输入:4\\n");
        printf("-----退出此程序             请输入:0\\n");
        printf("请输入您的操作选择:");
        while(scanf("%d",&choice))                                        //异常处理
        
            if(choice<0||choice>4)
                printf("输入数字有误,请输入0~4之内的整数,请重新输入!\\n");
            else
                break;
        
        switch(choice)
        
        case 1:        InPutMg(G);      //完毕            输入城市图的相关信息
            break;
        case 2:        CreateMg(G,P,D);    //完毕         生成城市图的相关信息    
            break;
        case 3:        LookMg(G);     //完毕            查看城市图的相关信息
            break;
        case 4:        ReferMg(G,P,D);      //完毕      查询城市图的相关信息
            break;
        case 0:        OutPutMg();    //完毕            退出此程序
            exit(0);
        
    
    return 0;



6.测试结果

 

6.1 输入部分用户界面


图 6.1 输入用户界面

6.2 生成部分用户界面


图 6.2 生成用户界面

6.3 查看部分用户界面


图 6.3 查看用户界面

6.4 查询部分用户界面


图 6.4 查询用户界面

6.5 退出部分用户界面


图 6.5 退出用户界面


以上是关于数据结构课设-弗洛伊德算法C语言实现的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

[C语言算法]关于计算图中最短路径时的带负权情况

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(王道408考研数据结构)第六章图-第四节5:最短路径之弗洛伊德算法(思想代码演示答题规范)

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