_DataStructure_C_Impl:求图G中从顶点u到顶点v的一条简单路径

Posted 2020-09-26 mfmdaoyou

#pragma once
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#define StackSize 100
typedef int DataType;	//栈元素类型定义
typedef struct{
	DataType stack[StackSize];
	int top;
}SeqStack;
//将栈初始化为空栈仅仅须要把栈顶指针top置为
void InitStack(SeqStack *S){
	S->top=0;//把栈顶指针置为0
}
//推断栈是否为空。栈为空返回1，否则返回0
int StackEmpty(SeqStack S){
	if(S.top==0)
		return 1;
	else
		return 0;
}
//取栈顶元素。将栈顶元素值返回给e。并返回1表示成功；否则返回0表示失败。
int GetTop(SeqStack S,DataType *e){
	if(S.top<=0){		//在取栈顶元素之前。推断栈是否为空
		printf("栈已经空!\n");
		return 0;
	}else{
		*e=S.stack[S.top-1];	//在取栈顶元素
		return 1;
	}
}
//将元素e进栈，元素进栈成功返回1，否则返回0
int PushStack(SeqStack *S,DataType e){
	if(S->top>=StackSize){	//在元素进栈前。推断是否栈已经满
		printf("栈已满，不能进栈！
\n");
		return 0;
	}else{
		S->stack[S->top]=e;	//元素e进栈
		S->top++;	//改动栈顶指针
		return 1;
	}
}
//出栈操作。将栈顶元素出栈，并将其赋值给e。
出栈成功返回1。否则返回0
int PopStack(SeqStack *S,DataType *e){
	if(S->top<=0){	//元素出栈之前。推断栈是否为空
		printf("栈已经没有元素。不能出栈!\n");
		return 0;
	}else{
		S->top--;	//先改动栈顶指针。即出栈
		*e=S->stack[S->top]; //将出栈元素赋值给e
		return 1;
	}
}
//求栈的长度。即栈中元素个数，栈顶指针的值就等于栈中元素的个数
int StackLength(SeqStack S){
	return S.top;
}
//清空栈的操作
void ClearStack(SeqStack *S){
	S->top=0;
}

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include"SeqStack.h"
typedef char VertexType[4];
typedef char InfoPtr;
typedef int VRType;
#define MaxSize 50	//最大顶点个数
typedef enum{DG,DN,UG,UN}GraphKind;	//图的类型：有向图、有向网、无向图和无向网
//边结点的类型定义
typedef struct ArcNode{
	int adjvex;		//弧指向的顶点的位置
	InfoPtr *info;	//弧的权值
	struct ArcNode *nextarc;	//指示下一个与该顶点相邻接的顶点
}ArcNode;
//头结点的类型定义
typedef struct VNode{
	VertexType data;	//用于存储顶点
	ArcNode *firstarc;	//指示第一个与该顶点邻接的顶点
}VNode,AdjList[MaxSize];
//图的类型定义
typedef struct{
	AdjList vertex;	 //头结点
	int vexnum,arcnum;	//图的顶点数目与弧的数目
	GraphKind kind;	//图的类型
}AdjGraph;
//求图G中从顶点u到顶点v的一条简单路径
void BriefPath(AdjGraph G,int u,int v){
	int k,i;
	SeqStack S;
	ArcNode *p;
	int visited[MaxSize];
	int parent[MaxSize];	//存储已经訪问顶点的前驱顶点
	InitStack(&S);
	for(k=0;k<G.vexnum;k++)
		visited[k]=0;	//訪问标志初始化
	PushStack(&S,u);	//開始顶点入栈
	visited[u]=1;		//訪问标志置为1
	while(!StackEmpty(S)){	//广度优先遍历图，訪问路径用parent存储
		PopStack(&S,&k);
		p=G.vertex[k].firstarc;
		while(p!=NULL){
			if(p->adjvex==v){	//假设找到顶点v
				parent[p->adjvex]=k;		//顶点v的前驱顶点序号是k
				printf("顶点%s到顶点%s的路径是：",G.vertex[u].data,G.vertex[v].data);
				i=v;
				do{			//从顶点v開始将路径中的顶点依次入栈
					PushStack(&S,i);
					i=parent[i];
				}while(i!=u);
				PushStack(&S,u);
				while(!StackEmpty(S)){ //从顶点u開始输出u到v中路径的顶点
					PopStack(&S,&i);
					printf("%s ",G.vertex[i].data);
				}
				printf("\n");
			}else if(visited[p->adjvex]==0){	//假设未找到顶点v且邻接点未訪问过。则继续寻找
				visited[p->adjvex]=1;
				parent[p->adjvex]=k;
				PushStack(&S,p->adjvex);
			}
			p=p->nextarc;
		}
	}
}
//返回图中顶点相应的位置
int LocateVertex(AdjGraph G,VertexType v){
	int i;
	for(i=0;i<G.vexnum;i++)
		if(strcmp(G.vertex[i].data,v)==0)
			return i;
	return -1;
}
//採用邻接表存储结构，创建无向图N
void CreateGraph(AdjGraph *G){
	int i,j,k,w;
	VertexType v1,v2;					/*定义两个顶点v1和v2*/
	ArcNode *p;
	printf("请输入图的顶点数,边数(以逗号分隔): ");
	scanf("%d,%d",&(*G).vexnum,&(*G).arcnum);
	printf("请输入%d个顶点的值:",G->vexnum);
	for(i=0;i<G->vexnum;i++)			/*将顶点存储在头结点中*/
	{
		scanf("%s",G->vertex[i].data);
		G->vertex[i].firstarc=NULL;		/*将相关联的顶点置为空*/
	}
	printf("请输入边的两个顶点(以空格作为分隔):\n");
	for(k=0;k<G->arcnum;k++)			/*建立边链表*/
	{
		scanf("%s%s",v1,v2);
		i=LocateVertex(*G,v1);
		j=LocateVertex(*G,v2);
		/*j为入边i为出边创建邻接表*/
		p=(ArcNode*)malloc(sizeof(ArcNode));
		p->adjvex=j;
		p->info=(InfoPtr*)malloc(sizeof(InfoPtr));
		/*将p指向的结点插入到边表中*/
		p->nextarc=G->vertex[i].firstarc;
		G->vertex[i].firstarc=p;
		/*i为入边j为出边创建邻接表*/
		p=(ArcNode*)malloc(sizeof(ArcNode));
		p->adjvex=i;
		p->info=NULL;
		p->nextarc=G->vertex[j].firstarc;
		G->vertex[j].firstarc=p;
	}
	(*G).kind=UG;
}
//销毁无向图G
void DestroyGraph(AdjGraph *G){
	int i;
	ArcNode *p,*q;
	for(i=0;i<G->vexnum;++i)		/*释放图中的边表结点*/
	{
		p=G->vertex[i].firstarc;	/*p指向边表的第一个结点*/
		if(p!=NULL)					/*假设边表不为空，则释放边表的结点*/
		{
			q=p->nextarc;
			free(p);
			p=q;
		}
	}
	(*G).vexnum=0;					/*将顶点数置为0*/
	(*G).arcnum=0;					/*将边的数目置为0*/
}
//图G的邻接表的输出
void DisplayGraph(AdjGraph G){
	int i;
	ArcNode *p;
	printf("该图中有%d个顶点：",G.vexnum);
	for(i=0;i<G.vexnum;i++)
		printf("%s ",G.vertex[i].data);
	printf("\n图中共同拥有%d条边:\n",2*G.arcnum);
	for(i=0;i<G.vexnum;i++)
	{
		p=G.vertex[i].firstarc;
		while(p)
		{
			printf("(%s,%s) ",G.vertex[i].data,G.vertex[p->adjvex].data);
			p=p->nextarc;
		}
		printf("\n");
	}
}
void main(){
	AdjGraph G;
	CreateGraph(&G);		/*採用邻接表存储结构创建图G*/
	DisplayGraph(G);		/*输出无向图G*/
	BriefPath(G,0,4);		/*求图G中从顶点a到顶点e的简单路径*/
	DestroyGraph(&G);		/*销毁图G*/
	system("pause");
}