一开始我是用c写的,后面才发现广搜要用到队列,所以我就直接使用c++的STL队列来写,

因为不想再写多一个队列了。这次实验写了两个多钟,因为要边写边思考,太菜了哈哈。

主要参考《大话数据结构》这本书,然后加上自己的一些东西改编,这次实验算是完成了;

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首先我们来看一下邻接表是怎么存储图的,比如说下面有一个无向图

c++邻接表存储图(无向),并用广度优先和深度优先遍历(实验)-LMLPHP

则它的邻接表是这样的,邻接表有两个部分,一个是顶点表,一个是边表。顶点表长这样

c++邻接表存储图(无向),并用广度优先和深度优先遍历(实验)-LMLPHP

然后就看,它有好多个顶点,所以,我们给它开个数组,长这样

c++邻接表存储图(无向),并用广度优先和深度优先遍历(实验)-LMLPHP 那个下标是输入顶点的顺序,就是一个位置

上面这一坨就是邻接表的顶点表,顾名思义,就是用来存它的顶点的一个表

然后接下来是边表,边表是用来干什么的呢?边表就是用来存一个顶点的邻接点,

如刚才的无向图,c++邻接表存储图(无向),并用广度优先和深度优先遍历(实验)-LMLPHP

顶点v0的邻接点就是v1,v3了,v2的邻接点就是v1,v3,v4

所以由此我们可得出边表的样子,长这样

c++邻接表存储图(无向),并用广度优先和深度优先遍历(实验)-LMLPHP

边表就是这样子,用来存顶点的邻接点的,每一行都是一个边表,所以一个顶点对应一个边表

那些箭头就是指针,指向下一个结点,然后null表示为空

现在顶点表有了,边表也有了,我们把它合并起来就很清楚,look;

c++邻接表存储图(无向),并用广度优先和深度优先遍历(实验)-LMLPHP

这个就是一个图的邻接表了,如果是有向图,则在adjvex和next中间加多一个weight用来存储权值就行了,但在这我就不再讲了

好了,图出来了,看看代码怎么实现;

首先,我们得定义好顶点表和边表的结构,因为它们都是一种新的数据类型

代码如下:

//边表节点结构,一个adjvex用来存储邻接点的位置,一个next指针用来指向下一个节点
typedef struct EdgeNode
{
int adjvex;
struct EdgeNode * next;
} EdgeNode; //顶点表节点结构,一个data用来存储数据,一个firstedge是用来指向边表的第一个节点
typedef struct
{
string data;
EdgeNode * firstedge;
} AdjList;

然后我们就可以定义一个图的邻接表了,这样

//里面的adjList[15]表示我给顶点表开了15的单位大小,然后numVertex,numEdge是一个图的顶点数和边数
typedef struct
{
AdjList adjList[15];
int numVertex,numEdge;
} GraphAdjList;

所以后面我们想定义一个新的图的邻接表,可以直接 GraphAdjList G 就行了;

重点来了,定义图的邻接表我们搞定了,接下来就是创建了

在此之前我们得先看看一个东西

那就是写一个函数,用来返回一个顶点所在的位置,这个会有用到

代码如下:

//这个函数是这样的,它会遍历图的顶点,然后返回一个位置(其实也就是它所在的下标)
int local(GraphAdjList G,string val)
{
for(int i=0; i<G.numVertex; i++)
{
if(G.adjList[i].data==val)
return i;
}
return -1;
}
//比如v2的位置是在2 这个可以看上面的顶点表图

接下来就是创建一个图的邻接表,我会边用代码边用图来表示,这样就可以更好的理解代码了

创建图的代码如下

void CreateGraph(GraphAdjList & G)
{
int i,j,k;
string v1,v2;
EdgeNode * e,* p,*q;
cout<<"请输入顶点数和边数,并以空格隔开:"<<endl;
cin>>G.numVertex>>G.numEdge;
cout<<"请输入顶点的信息:"<<endl;
for(i=0; i<(G.numVertex); i++)
{
cout<<"第"<<i+1<<"个顶点:"<<endl;
cin>>G.adjList[i].data;
G.adjList[i].firstedge=NULL;
}
for(k=0; k<(G.numEdge); k++)
{
cout<<"请输入边(Vi,Vj)上的顶点信息:"<<endl;
cin>>v1>>v2;
i=local(G,v1);
j=local(G,v2); if(G.adjList[i].firstedge==NULL)
{
e= new EdgeNode;
e->adjvex=j;
e->next=NULL;
G.adjList[i].firstedge=e;
}
else
{
p=G.adjList[i].firstedge;
while(p->next!=NULL)
{
p=p->next;
}
e = new EdgeNode;
e->adjvex=j;
e->next=NULL;
p->next=e;
}
if(G.adjList[j].firstedge==NULL)
{
e= new EdgeNode;
e->adjvex=i;
e->next=NULL;
G.adjList[j].firstedge=e;
}
else
{
p=G.adjList[j].firstedge;
while(p->next!=NULL)
{
p=p->next;
}
e = new EdgeNode;
e->adjvex=i;
e->next=NULL;
p->next=e;
}
}
}

  

接下来我们拆分一些主要代码,看看是怎么实现的;

cin>>G.adjList[i].data;

G.adjList[i].firstedge=NULL;

这里是往顶点表插入顶点,并把firstedge域置空,如图:

c++邻接表存储图(无向),并用广度优先和深度优先遍历(实验)-LMLPHP

cin>>v1>>v2;

i=local(G,v1);

j=local(G,v2);

输入每条边的两端的顶点,一般我们是从小到大输入的,例如这里我们

先是输入v0 v1  ,  v0  v3这样的,然后它会返回位置分别是0 1,0 3

 

然后后面边表的插入方法时,我用的是尾插法,因为这样才能达到跟图片一样的效果

不然用头插法的话,那个边表的顺序是反的;

当我们执行完这个CreateGraph函数的时候,就已经创建了如下图所示的邻接表了;

c++邻接表存储图(无向),并用广度优先和深度优先遍历(实验)-LMLPHP

创建完成后,我们就可以把邻接表输出了,而且是按照图中所示一样的输出

代码如下:

void Prin(GraphAdjList G)
{
cout<<"所建立的邻接表如以下所示:"<<endl;
for(int i=0; i<G.numVertex; i++)
{
cout<<G.adjList[i].data; //先输出顶点信息
EdgeNode * e = G.adjList[i].firstedge;
while(e) //然后就开始遍历输出每个边表所存储的邻接点的下标
{
cout<<"-->"<<e->adjvex;
e=e->next;
}
cout<<endl;
}
}

  

至此,我们创建一个图的邻接表并可以输出该邻接表了,接下来我们

就是广度优先遍历和深度优先遍历了

关于这两个遍历的定义我也不多讲了,你们可以查资料,我直接就贴

上代码就好了

①深度优先遍历

这个遍历的重点就是它的算法

void DFS(GraphAdjList  G,int i)
{ EdgeNode * p;
DFSvisited[i]=true;
cout<<G.adjList[i].data<<" ";
p=G.adjList[i].firstedge;
while(p)
{
if(!DFSvisited[p->adjvex])
DFS(G,p->adjvex);
p=p->next;
}
}

 

然后就是使用这个算法了

void DFSTraverse(GraphAdjList  G)
{
for(int i=0; i<G.numVertex; i++)
DFSvisited[i]=false;
for(int i=0; i<G.numVertex; i++)
{
if(!DFSvisited[i])
DFS(G,i);
}
}

  

所以这两部分代码结合起来就是深度优先遍历了

对了,那个DFSvisited[i]是一个bool型的数组,

用来标记是否遍历过的,可以在前面加上

bool DFSvisited[50];  //用于深搜的标记数组
bool BFSvisited[50]; //用于广搜的标记数组

  

②广度优先遍历

这个遍历直接一个函数就能搞定,需要用到队列,

相信你们既然在看图的部分的话,那么队列肯定

也早已学会了,嘿嘿。

void BFSTraverse(GraphAdjList  G)
{
EdgeNode * p;
queue<int>q;
for(int i=0; i<G.numVertex; i++)
BFSvisited[i]=false;
for(int i=0; i<G.numVertex; i++)
{
if(!BFSvisited[i])
{
BFSvisited[i]=true;
cout<<G.adjList[i].data<<" ";
q.push(i);
while(!q.empty())
{
int count =q.front();
q.pop();
p=G.adjList[count].firstedge;
while(p)
{
if(!BFSvisited[p->adjvex])
{
BFSvisited[p->adjvex]=true;
cout<<G.adjList[p->adjvex].data<<" ";
q.push(p->adjvex);
}
p=p->next;
}
}
}
}
}

  

啊咧咧,还有一个销毁图的操作

void DestoryGraph(GraphAdjList & G)
{
EdgeNode * p = NULL;
for(int i=0; i<G.numVertex; i++)
{
p=G.adjList[i].firstedge;
while(p)
{
EdgeNode * temp = p;
p=p->next;
delete temp;
}
G.adjList[i].firstedge=NULL;
}
}

  

至此,整篇文章可以结束了,有什么错误或者问题可在下方留言,

一起探讨

贴上测试效果图:

c++邻接表存储图(无向),并用广度优先和深度优先遍历(实验)-LMLPHP

你们可以注意一下邻接表的输出跟我上面给的图是一样的

拜拜,我去做大保健了。

04-06 11:34
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