_DataStructure_C_Impl:图的遍历

Posted 2020-09-26 claireyuancy

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
//图的邻接表类型定义
typedef char VertexType[4];
typedef char InfoPtr;
typedef int VRType;
#define INFINITY 10000		//定义一个无限大的值
#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;	//邻接点域,弧指向的顶点的位置
	InfoPtr *info;	//与弧相关的信息
	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;
	int vexnum,arcnum;	//图的顶点数目与弧的数目
	GraphKind kind;	//图的类型
}AdjGraph;

int visited[MaxSize];//訪问标志数组
//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G
void CreateGraph(AdjGraph *G){
	int i,j,k;
	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(逗号分隔): ");
	scanf("%d,%d",&(*G).vexnum,&(*G).arcnum);
	printf("请输入%d个顶点的值:\n",G->vexnum);
	for(i=0;i<G->vexnum;i++){
		scanf("%s",G->vertex[i].data);
		G->vertex[i].firstarc=NULL;	//将相关联的顶点置为空
	}
	printf("请输入弧尾和弧头(以空格作为间隔):\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为弧头i为弧尾创建邻接表
		p=(ArcNode *)malloc(sizeof(ArcNode));
		p->adjvex=j;
		p->info=NULL;
		p->nextarc=G->vertex[i].firstarc;
		G->vertex[i].firstarc=p;
		//i为弧头j为弧尾创建邻接表
		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
}
//返回顶点v的第一个邻接顶点的序号
int FirstAdjVertex(AdjGraph G,VertexType v){
	ArcNode *p;
	int v1;
	v1=LocateVertex(G,v);	//v1为顶点v在图G中的序号
	p=G.vertex[v1].firstarc;
	if(p)		//假设顶点v的第一个邻接点存在，返回邻接点的序号，否则返回-1
		return p->adjvex;
	else
		return -1;
}
//返回v的相对于w的下一个邻接顶点的序号
int NextAdjVertex(AdjGraph G,VertexType v,VertexType w){
	ArcNode *p,*next;
	int v1,w1;
	v1=LocateVertex(G,v);	//v1为顶点v在图G中的序号
	w1=LocateVertex(G,w);	//w1为顶点w在图G中的序号
	for(next=G.vertex[v1].firstarc;next;)
		if(next->adjvex!=w1)
			next=next->nextarc;
	p=next;	//p指向顶点v的邻接顶点w的结点
	if(!p||!p->nextarc)		//假设w不存在或w是最后一个邻接点，则返回-1
		return -1;
	else
		return p->nextarc->adjvex;	//返回v的相对于w的下一个邻接点的序号
}
void Visit(VertexType v){
	printf("%s ",v);
}
//图的非递归深度优先遍历
void DFSTraverse2(AdjGraph G,int v){
	int i,visited[MaxSize],top;
	ArcNode *stack[MaxSize],*p;
	for(i=0;i<G.vexnum;i++)	//将全部顶点都加入未訪问标志
		visited[i]=0;
	Visit(G.vertex[v].data);	//訪问顶点v并将訪问标志置为1。表示已经訪问
	visited[v]=1;
	top=-1;	//初始化栈
	p=G.vertex[v].firstarc;	//p指向顶点v的第一个邻接点
	while(top>-1||p!=NULL){
		while(p!=NULL)
			if(visited[p->adjvex]==1) //假设p指向的顶点已经訪问过，则p指向下一个邻接点
				p=p->nextarc;
			else{
				Visit(G.vertex[p->adjvex].data);	//訪问p指向的顶点
				visited[p->adjvex]=1;
				stack[++top]=p;	//保存p指向的顶点
				p=G.vertex[p->adjvex].firstarc;	//p指向当前顶点的第一个邻接点
			}
		if(top>-1){
			p=stack[top--];	//假设当前顶点都已经被訪问。则退栈
			p=p->nextarc;	//p指向下一个邻接点
		}
	}
}
//从第1个顶点出发，按广度优先非递归遍历图G
void BFSTraverse(AdjGraph G){
	int v,front,rear;
	ArcNode *p;
	int queue[MaxSize];	//定义一个队列Q
	front=rear=-1;	//初始化队列Q
	for(v=0;v<G.vexnum;v++)	//初始化标志位
		visited[v]=0;
	v=0;
	visited[v]=1;	//设置訪问标志为1，表示已经被訪问过
	Visit(G.vertex[v].data);
	rear=(rear+1)%MaxSize;
	queue[rear]=v;	//v入队列
	while(front<rear){	//假设队列不空
		front=(front+1)%MaxSize;
		v=queue[front];	//队头元素出队赋值给v
		p=G.vertex[v].firstarc;
		while(p!=NULL){		//遍历序号为v的全部邻接点
			if(visited[p->adjvex]==0){	//假设该顶点未被訪问过
				visited[p->adjvex]=1;
				Visit(G.vertex[p->adjvex].data);
				rear=(rear+1)%MaxSize;
				queue[rear]=p->adjvex;
			}
			p=p->nextarc;		//p指向下一个邻接点
		}
	}
}
//从顶点v出发递归深度优先遍历图G
void DFS(AdjGraph G,int v){
	int w;
	visited[v]=1;
	Visit(G.vertex[v].data);
	for(w=FirstAdjVertex(G,G.vertex[v].data);w>=0;w=NextAdjVertex(G,G.vertex[v].data,G.vertex[w].data))
		if(!visited[w])
			DFS(G,w);		//递归调用DFS对v的尚未訪问的序号为w的邻接顶点
}
//从第1个顶点起，深度优先遍历图G
void DFSTraverse(AdjGraph G){
	int v;
	for(v=0;v<G.vexnum;v++)
		visited[v]=0;
	for(v=0;v<G.vexnum;v++)
		if(!visited[v])
			DFS(G,v);
	printf("\n");
}
void main(){
	AdjGraph G;
	printf("採用邻接矩阵创建无向图G：\n");
	CreateGraph(&G);
	printf("图G的深度优先遍历：");
	DFSTraverse2(G,0);
	printf("\n");
	printf("图G的广度优先遍历：");
	BFSTraverse(G);
	printf("\n");
	DestroyGraph(&G);
	system("pause");
}