数据结构:图的实现--邻接矩阵

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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:图的实现--邻接矩阵相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

                         图的实现:邻接矩阵

为了表现图中顶点之间的关联,我们能够使用邻接矩阵来实现图结构。

所谓的邻接矩阵。就是一个反应边与边之间联系的二维数组。这个二维数组我们用matrix[numV][numV]表示。当中numV是顶点数。

对于无权图

若顶点Vi和Vj之间有边,则matrix[Vi][Vj]=1;否则matrix[Vi][Vj]=0。

对于有权图

若顶点Vi和Vj之间有边,且权值为weight,则matrix[Vi][Vj]=weight;否则matrix[Vi][Vj]=0或MAXWEIGHT(取最小权值或最大权值)。


以下给出一个实例

类定义

#include<iostream>
#include<iomanip>
using namespace std;
//最大权值
#define MAXWEIGHT 100
//用邻接矩阵实现图
class Graph
{
private:
	//是否带权
	bool isWeighted;
	//是否有向
	bool isDirected;
	//顶点数
	int numV;
	//边数
	int numE;
	//邻接矩阵
	int **matrix;
public:
	/*
	构造方法
	numV是顶点数。isWeighted是否带权值,isDirected是否有方向
	*/
	Graph(int numV, bool isWeighted = false, bool isDirected = false);
	//建图
	void createGraph();
	//析构方法
	~Graph();
	//获取顶点数
	int getVerNums()
	{return numV;}
	//获取边数
	int getEdgeNums()
	{return numE;}
	//设置指定边的权值
	void setEdgeWeight(int tail, int head, int weight);
	//打印邻接矩阵
	void printAdjacentMatrix();
	//检查输入
	bool check(int i, int j, int w = 1);
};
类实现

/*
构造方法
numV是顶点数,isWeighted是否带权值,isDirected是否有方向
*/
Graph::Graph(int numV, bool isWeighted, bool isDirected)
{
	while (numV <= 0)
	{
		cout << "输入的顶点数不正确。,又一次输入 ";
		cin >> numV;
	}
	this->numV = numV;
	this->isWeighted = isWeighted;
	this->isDirected = isDirected;
	matrix = new int*[numV];  //指针数组
	int i, j;
	for (i = 0; i < numV; i++)
		matrix[i] = new int[numV];
	//对图进行初始化
	if (!isWeighted)  //无权图
	{
		//全部权值初始化为0
		for (i = 0; i < numV; i++)
		for (j = 0; j < numV; j++)
			matrix[i][j] = 0;
	}
	else  //有权图
	{
		//全部权值初始化为最大权值
		for (i = 0; i < numV; i++)
		for (j = 0; j < numV; j++)
			matrix[i][j] = MAXWEIGHT;
	}
}
//建图
void Graph::createGraph()
{
	cout << "输入边数 ";
	while (cin >> numE && numE < 0)
		cout << "输入有误!,又一次输入 ";

	int i, j, w;
	if (!isWeighted)  //无权图
	{
		if (!isDirected)  //无向图
		{
			cout << "输入每条边的起点和终点:\n";
			for (int k = 0; k < numE; k++)
			{
				cin >> i >> j;
				while (!check(i, j))
				{
					cout << "输入的边不正确!又一次输入\n";
					cin >> i >> j;
				}
				matrix[i][j] = matrix[j][i] = 1;
			}
		}
		else  //有向图
		{
			cout << "输入每条边的起点和终点:\n";
			for (int k = 0; k < numE; k++)
			{
				cin >> i >> j;
				while (!check(i, j))
				{
					cout << "输入的边不正确!

又一次输入\n"; cin >> i >> j; } matrix[i][j] = 1; } } } else //有权图 { if (!isDirected) //无向图 { cout << "输入每条边的起点、终点和权值:\n"; for (int k = 0; k < numE; k++) { cin >> i >> j >> w; while (!check(i, j, w)) { cout << "输入的边不正确。又一次输入\n"; cin >> i >> j >> w; } matrix[i][j] = matrix[j][i] = w; } } else //有向图 { cout << "输入每条边的起点、终点和权值:\n"; for (int k = 0; k < numE; k++) { cin >> i >> j >> w; while (!check(i, j, w)) { cout << "输入的边不正确!

又一次输入\n"; cin >> i >> j >> w; } matrix[i][j] = w; } } } } //析构方法 Graph::~Graph() { int i = 0; for (i = 0; i < numV; i++) delete[] matrix[i]; delete[]matrix; } //设置指定边的权值 void Graph::setEdgeWeight(int tail, int head, int weight) { if (isWeighted) { while (!check(tail, head, weight)) { cout << "输入不正确。又一次输入边的起点、终点和权值 "; cin >> tail >> head >> weight; } if (isDirected) matrix[tail][head] = weight; else matrix[tail][head] = matrix[head][tail] = weight; } else { while (!check(tail, head, 1)) { cout << "输入不正确。又一次输入边的起点、终点 "; cin >> tail >> head; } if (isDirected) matrix[tail][head] = 1-matrix[tail][head]; else matrix[tail][head] = matrix[head][tail] = 1 - matrix[tail][head]; } } //输入检查 bool Graph::check(int i, int j, int w) { if (i >= 0 && i < numV && j >= 0 && j < numV && w > 0 && w <= MAXWEIGHT) return true; else return false; } //打印邻接矩阵 void Graph::printAdjacentMatrix() { int i, j; cout.setf(ios::left); cout << setw(4) << " "; for (i = 0; i < numV; i++) cout << setw(4) << i; cout << endl; for (i = 0; i < numV; i++) { cout << setw(4) << i; for (j = 0; j < numV; j++) cout << setw(4) << matrix[i][j]; cout << endl; } }

主函数

int main()
{
	cout << "******使用邻接矩阵实现图结构***by David***" << endl;
	bool isDirected, isWeighted;
	int numV;
	cout << "建图" << endl;
	cout << "输入顶点数 ";
	cin >> numV;
	cout << "边是否带权值,0(不带) or 1(带) ";
	cin >> isWeighted;
	cout << "是否是有向图,0(无向) or 1(有向) ";
	cin >> isDirected;
	Graph graph(numV, isWeighted, isDirected);
	cout << "这是一个";
	isDirected ?

cout << "有向、" : cout << "无向、"; isWeighted ? cout << "有权图" << endl : cout << "无权图" << endl; graph.createGraph(); cout << "打印邻接矩阵" << endl; graph.printAdjacentMatrix(); cout << endl; int tail, head, weight; cout << "改动指定边的权值" << endl; if (isWeighted) //针对有权图 { cout << "输入边的起点、终点和权值 "; cin >> tail >> head >> weight; graph.setEdgeWeight(tail, head, weight); } else //针对无权图 { cout << "输入边的起点、终点 "; cin >> tail >> head; graph.setEdgeWeight(tail, head, 1); } cout << "改动成功!

" << endl; cout << "打印邻接矩阵" << endl; graph.printAdjacentMatrix(); system("pause"); return 0; }

执行

实例一

技术分享技术分享

实例二

技术分享技术分享


完整代码下载:图的实现:邻接矩阵


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以上是关于数据结构:图的实现--邻接矩阵的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

数据结构(二十九)图的邻接矩阵存储结构

图的代码实现 (邻接矩阵)

数据结构图之存储结构

c++利用邻接矩阵存储方法实现图的存储与输出。

图的存储代码实现

图的存储与实现,使用邻接矩阵