主要函数:
基本操作函数:
InitGraph(Graph &G) 初始化函数 参数:图G 作用:初始化图的顶点表,邻接矩阵等
InsertNode(Graph &G,VexType v) 插入点函数 参数:图G,顶点v 作用:在图G中插入顶点v,即改变顶点表
InsertEdge(Graph &G,VexType v,VexType w) 插入边函数 参数:图G,某边两端点v和w 作用:在图G两点v,w之间加入边,即改变邻接矩阵
Adjancent(Graph G,VexType v,VexType w) 判断是否存在边(v,w)函数 参数:图G,某边两端点v和w 作用:判断是否存在边(v,w)
BFS(Graph G, int start) 广度遍历函数 参数:图G,开始结点下标start 作用:宽度遍历
DFS(Graph G, int start) 深度遍历函数(递归形式)参数:图G,开始结点下标start 作用:深度遍历
功能实现函数:
CreateGraph(Graph &G) 创建图功能实现函数 参数:图G InsertNode 作用:创建图
BFSTraverse(Graph G) 广度遍历功能实现函数 参数:图G 作用:宽度遍历
DFSTraverse(Graph G) 深度遍历功能实现函数 参数:图G 作用:深度遍历
测试基于下图:
1.创建图
【分析】
调用InsertNode函数进行点的插入,调用InsertEdge函数进行边的插入。两个基本操作函数放在下面全部代码里面。
代码:
//创建图功能实现函数 参数:图G InsertNode 作用:创建图
void CreateGraph(Graph &G)
{
VexType v,w;
int vn, an;//顶点数,边数
cout << "请输入顶点数目:" << endl;
cin >> vn;
cout << "请输入边数目:" << endl;
cin >> an;
cout << "请输入所有顶点名称:" << endl;
for (int i=0;i<vn;i++)
{
cin >> v;
if (InsertNode(G, v)) continue;//插入点
else {
cout << "输入错误!" << endl;break;
}
}
cout << "请输入所有边(每行输入边连接的两个顶点):" << endl;
for (int j=0;j<an;j++)
{
cin >> v >> w;
if (InsertEdge(G, v, w)) continue;//插入边
else {
cout << "输入错误!"<<endl;break;
}
}
PrintVex(G);
PrintEdge(G);
}
结果截图:
2.广度遍历
【分析】
利用辅助队列进行宽度遍历,直接调用STL里面的queue即可。同样,基本操作函数BFS在全部代码里面。下面不再赘述。
代码:
//宽度遍历功能实现函数 参数:图G 作用:宽度遍历
void BFSTraverse(Graph G)
{
for (int i = 0;i<MaxVerNum;i++)//初始化访问标记数组
{
visited[i] = false;
}
for (int i = 0;i < G.vexnum;i++)//对每个连通分量进行遍历
{
if (!visited[i])BFS(G,i);
}
}
结果截图:
3.深度遍历
【分析】
这里采用递归调用的方式进行深度遍历,基本操作函数是DFS。
代码:
void DFSTraverse(Graph G)
{
for (int i = 0;i<MaxVerNum;i++)//初始化访问标记数组
{
visited[i] = false;
}
for (int i = 0;i < G.vexnum;i++)//对每个连通分量进行遍历
{
if (!visited[i])
{
DFS(G, i);cout << endl;
}
}
}
结果截图:
4.全部代码
/*
Project: 图-邻接矩阵表示(无向图)
Date: 2019/02/12
Author: Frank Yu
基本操作函数:
InitGraph(Graph &G) 初始化函数 参数:图G 作用:初始化图的顶点表,邻接矩阵等
InsertNode(Graph &G,VexType v) 插入点函数 参数:图G,顶点v 作用:在图G中插入顶点v,即改变顶点表
InsertEdge(Graph &G,VexType v,VexType w) 插入边函数 参数:图G,某边两端点v和w 作用:在图G两点v,w之间加入边,即改变邻接矩阵
Adjancent(Graph G,VexType v,VexType w) 判断是否存在边(v,w)函数 参数:图G,某边两端点v和w 作用:判断是否存在边(v,w)
BFS(Graph G, int start) 广度遍历函数 参数:图G,开始结点下标start 作用:宽度遍历
DFS(Graph G, int start) 深度遍历函数(递归形式)参数:图G,开始结点下标start 作用:深度遍历
功能实现函数:
CreateGraph(Graph &G) 创建图功能实现函数 参数:图G InsertNode 作用:创建图
BFSTraverse(Graph G) 广度遍历功能实现函数 参数:图G 作用:宽度遍历
DFSTraverse(Graph G) 深度遍历功能实现函数 参数:图G 作用:深度遍历
*/
#include<cstdio>
#include<cstdlib>
#include<cstring>
#include<cmath>
#include<string>
#include<set>
#include<list>
#include<queue>
#include<vector>
#include<map>
#include<iterator>
#include<algorithm>
#include<iostream>
#define MaxVerNum 100 //顶点最大数目值
#define VexType char //顶点数据类型
#define EdgeType int //边数据类型,无向图时邻接矩阵对称,有权值时表示权值,没有时1连0不连
using namespace std;
//图的数据结构
typedef struct Graph
{
VexType Vex[MaxVerNum];//顶点表
EdgeType Edge[MaxVerNum][MaxVerNum];//边表
int vexnum, arcnum;//顶点数、边数
}Graph;
//*********************************************基本操作函数*****************************************//
//初始化函数 参数:图G 作用:初始化图的顶点表,邻接矩阵等
void InitGraph(Graph &G)
{
memset(G.Vex,'#',sizeof(G.Vex));//初始化顶点表
memset(G.Edge, 0, sizeof(G.Edge));//初始化边表
G.arcnum = G.vexnum = 0; //初始化顶点数、边数
}
//插入点函数 参数:图G,顶点v 作用:在图G中插入顶点v,即改变顶点表
bool InsertNode(Graph &G,VexType v)
{
if (G.vexnum < MaxVerNum)
{
G.Vex[G.vexnum++] = v;
return true;
}
return false;
}
//插入边函数 参数:图G,某边两端点v和w 作用:在图G两点v,w之间加入边,即改变邻接矩阵
bool InsertEdge(Graph &G,VexType v,VexType w)
{
int p1,p2;//v,w两点下标
p1 = p2 = -1;//初始化
for (int i=0;i<G.vexnum;i++)//寻找顶点下标
{
if (G.Vex[i] == v)p1 = i;
if (G.Vex[i] == w)p2 = i;
}
if (-1 != p1&&-1 != p2)//两点均可在图中找到
{
G.Edge[p1][p2] = G.Edge[p2][p1] = 1;//无向图邻接矩阵对称
G.arcnum++;
return true;
}
return false;
}
//判断是否存在边(v,w)函数 参数:图G,某边两端点v和w 作用:判断是否存在边(v,w)
bool Adjancent(Graph G,VexType v,VexType w)
{
int p1, p2;//v,w两点下标
p1 = p2 = -1;//初始化
for (int i = 0;i<G.vexnum;i++)//寻找顶点下标
{
if (G.Vex[i] == v)p1 = i;
if (G.Vex[i] == w)p2 = i;
}
if (-1 != p1&&-1 != p2)//两点均可在图中找到
{
if (G.Edge[p1][p2] == 1)//存在边
{
return true;
}
return false;
}
return false;
}
bool visited[MaxVerNum];//访问标记数组,用于遍历时的标记
//广度遍历函数 参数:图G,开始结点下标start 作用:宽度遍历
void BFS(Graph G, int start)
{
queue<int> Q;//辅助队列
cout << G.Vex[start];//访问结点
visited[start] = true;
Q.push(start);//入队
while (!Q.empty())//队列非空
{
int v = Q.front();//得到队头元素
Q.pop();//出队
for (int j=0;j<G.vexnum;j++)//邻接点
{
if (G.Edge[v][j] == 1 && !visited[j])//是邻接点且未访问
{
cout << "->";
cout << G.Vex[j];//访问结点
visited[j] = true;
Q.push(j);//入队
}
}
}//while
cout << endl;
}
//深度遍历函数(递归形式)参数:图G,开始结点下标start 作用:深度遍历
void DFS(Graph G, int start)
{
cout << G.Vex[start];//访问
visited[start] = true;
for (int j = 0;j < G.vexnum;j++)
{
if (G.Edge[start][j]==1&&!visited[j])//是邻接点且未访问
{
cout << "->";
DFS(G,j);//递归深度遍历
}
}
}
//**********************************************功能实现函数*****************************************//
//打印图的顶点表
void PrintVex(Graph G)
{
for (int i = 0;i < G.vexnum;i++)
{
cout << G.Vex[i] << " ";
}
cout << endl;
}
//打印图的边矩阵
void PrintEdge(Graph G)
{
for (int i = 0;i < G.vexnum;i++)
{
for (int j = 0;j < G.vexnum;j++)
{
cout << G.Edge[i][j] << " ";
}
cout << endl;
}
}
//创建图功能实现函数 参数:图G InsertNode 作用:创建图
void CreateGraph(Graph &G)
{
VexType v,w;
int vn, an;//顶点数,边数
cout << "请输入顶点数目:" << endl;
cin >> vn;
cout << "请输入边数目:" << endl;
cin >> an;
cout << "请输入所有顶点名称:" << endl;
for (int i=0;i<vn;i++)
{
cin >> v;
if (InsertNode(G, v)) continue;//插入点
else {
cout << "输入错误!" << endl;break;
}
}
cout << "请输入所有边(每行输入边连接的两个顶点):" << endl;
for (int j=0;j<an;j++)
{
cin >> v >> w;
if (InsertEdge(G, v, w)) continue;//插入边
else {
cout << "输入错误!"<<endl;break;
}
}
PrintVex(G);
PrintEdge(G);
}
//广度遍历功能实现函数 参数:图G 作用:宽度遍历
void BFSTraverse(Graph G)
{
for (int i = 0;i<MaxVerNum;i++)//初始化访问标记数组
{
visited[i] = false;
}
for (int i = 0;i < G.vexnum;i++)//对每个连通分量进行遍历
{
if (!visited[i])BFS(G,i);
}
}
//深度遍历功能实现函数 参数:图G 作用:深度遍历
void DFSTraverse(Graph G)
{
for (int i = 0;i<MaxVerNum;i++)//初始化访问标记数组
{
visited[i] = false;
}
for (int i = 0;i < G.vexnum;i++)//对每个连通分量进行遍历
{
if (!visited[i])
{
DFS(G, i);cout << endl;
}
}
}
//菜单
void menu()
{
cout << "************1.创建图 2.广度遍历************" << endl;
cout << "************3.深度遍历 4.退出****************" << endl;
}
//主函数
int main()
{
int choice = 0;
Graph G;
InitGraph(G);
while (1)
{
menu();
printf("请输入菜单序号:\n");
scanf("%d", &choice);
if (4 == choice) break;
switch (choice)
{
case 1:CreateGraph(G);break;
case 2:BFSTraverse(G);break;
case 3:DFSTraverse(G);break;
default:printf("输入错误!!!\n");break;
}
}
return 0;
}