7-7 六度空间

“六度空间”理论又称作“六度分隔(Six Degrees of Separation)”理论。这个理论可以通俗地阐述为:“你和任何一个陌生人之间所间隔的人不会超过六个,也就是说,最多通过五个人你就能够认识任何一个陌生人。”如图1所示。

7-7 六度空间_第1张图片


图1 六度空间示意图

“六度空间”理论虽然得到广泛的认同,并且正在得到越来越多的应用。但是数十年来,试图验证这个理论始终是许多社会学家努力追求的目标。然而由于历史的原因,这样的研究具有太大的局限性和困难。随着当代人的联络主要依赖于电话、短信、微信以及因特网上即时通信等工具,能够体现社交网络关系的一手数据已经逐渐使得“六度空间”理论的验证成为可能。

假如给你一个社交网络图,请你对每个节点计算符合“六度空间”理论的结点占结点总数的百分比。

输入格式:

输入第1行给出两个正整数,分别表示社交网络图的结点数N(1

输出格式:

对每个结点输出与该结点距离不超过6的结点数占结点总数的百分比,精确到小数点后2位。每个结节点输出一行,格式为“结点编号:(空格)百分比%”。

输入样例:

10 9
1 2
2 3
3 4
4 5
5 6
6 7
7 8
8 9
9 10

输出样例:

1: 70.00%
2: 80.00%
3: 90.00%
4: 100.00%
5: 100.00%
6: 100.00%
7: 100.00%
8: 90.00%
9: 80.00%
10: 70.00%

思路:

1.对每个结点都进行广度优先搜索(BFS)

2.搜索过程中累计访问的结点数

3.搜索不需要进行完,仅计算6层以内的结点数

 

具体代码实现为:

#include
#include
#include

#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define MaxVertexNum 10005  //最大顶点数设为100
typedef int Vertex;       //用顶点下标表示顶点,为整型

/* 边的定义 */
typedef struct ENode *PtrToENode;
struct ENode{
    Vertex V1, V2;
};
typedef PtrToENode Edge;

/* 邻接点的定义 */
typedef struct AdjVNode *PtrToAdjVNode; 
struct AdjVNode{
    Vertex AdjV;           /* 邻接点下标 */
    PtrToAdjVNode Next;    /* 指向下一个邻接点的指针 */
};

/* 顶点表头结点的定义 */
typedef struct Vnode{
    PtrToAdjVNode FirstEdge;  /* 边表头指针 */
} AdjList[MaxVertexNum];      /* AdjList是邻接表类型 */

/* 图结点的定义 */
typedef struct GNode *PtrToGNode;
struct GNode{  
    int Nv;     /* 顶点数 */
    int Ne;     /* 边数   */
    AdjList G;  /* 邻接表 */
};
typedef PtrToGNode LGraph; /* 以邻接表方式存储的图类型 */

Vertex Visited[MaxVertexNum] = {FALSE};

LGraph BuildGraph();
void Six_degree_space(LGraph Graph);

int main()
{
	LGraph graph;
	
	graph = BuildGraph();
	Six_degree_space(graph);
	
	return 0;
}

LGraph CreateGraph( int VertexNum )
{ /* 初始化一个有VertexNum个顶点但没有边的图 */
    Vertex V;
    LGraph Graph;
     
    Graph = (LGraph)malloc(sizeof(struct GNode)); /* 建立图 */
    Graph->Nv = VertexNum;
    Graph->Ne = 0;
    /* 初始化邻接表头指针 */
    for (V=1; V<=Graph->Nv; V++)
        Graph->G[V].FirstEdge = NULL;
             
    return Graph; 
}

void InsertEdge( LGraph Graph, Edge E )
{
    PtrToAdjVNode NewNode;
     
    /* 插入边  */
    /* 为V2建立新的邻接点 */
    NewNode = (PtrToAdjVNode)malloc(sizeof(struct AdjVNode));
    NewNode->AdjV = E->V2;
    /* 将V2插入V1的表头 */
    NewNode->Next = Graph->G[E->V1].FirstEdge;
    Graph->G[E->V1].FirstEdge = NewNode;
         
    /* 若是无向图,还要插入边  */
    /* 为V1建立新的邻接点 */
    NewNode = (PtrToAdjVNode)malloc(sizeof(struct AdjVNode));
    NewNode->AdjV = E->V1;
    /* 将V1插入V2的表头 */
    NewNode->Next = Graph->G[E->V2].FirstEdge;
    Graph->G[E->V2].FirstEdge = NewNode;
}

LGraph BuildGraph()
{
    LGraph Graph;
    Edge E;
    Vertex V;
    int Nv, i;
     
    scanf("%d", &Nv);   /* 读入顶点个数 */
    Graph = CreateGraph(Nv); /* 初始化有Nv个顶点但没有边的图 */ 
     
    scanf("%d", &(Graph->Ne));   /* 读入边数 */
    if ( Graph->Ne != 0 ) { /* 如果有边 */
        E = (Edge)malloc( sizeof(struct ENode) ); /* 建立边结点 */ 
        /* 读入边,格式为"起点 终点",插入邻接表中 */
        for (i=0; iNe; i++) {
            scanf("%d %d", &E->V1, &E->V2); 
            InsertEdge(Graph, E);
        }
    }
 
    return Graph;
}

int BFS (LGraph Graph, Vertex S)
{   /* 以S为出发点对邻接表存储的图Graph进行BFS搜索 */
    Vertex V;
	PtrToAdjVNode W;
    Vertex a[MaxVertexNum];  //结点队列
    int head = 0,tail = 0;   //队列头尾指针 
    int count = 0,level = 0;  //count计数满足六度空间理论的结点数,level计数当前BFS的层数 
    int curlast,last;  //curlast为当前BFS访问层所访问的最后一个结点,last为上一BFS访问层所访问的最后一个结点 
 
    Visited[S] = TRUE; /* 标记S已访问 */
    count++;
    a[tail++] = S; /* S入队列 */
    curlast = S;
	last = S;
     
    while ( head < tail ) {   //队列不为空时 
        V = a[head++];  /* 弹出V */
        for( W=Graph->G[V].FirstEdge; W; W=W->Next ){/* 对V的每个邻接点W->AdjV */
  			if ( !Visited[W->AdjV] ) {  /* 若W->AdjV未被访问 */
                Visited[W->AdjV] = TRUE; /* 标记W已访问 */
                count++;
                a[tail++] = W->AdjV; /* W入队列 */
                curlast = W->AdjV;  // 更新curlast 
            }
		}
        if(V == last){
        	level++;
        	last = curlast;
		}
		if(level == 6)  break;
    } /* while结束*/
    
    return count;
}

void Six_degree_space(LGraph Graph)
{
	int cnt = 0;
	Vertex V;
	
	for(V=1; V<=Graph->Nv; V++){  //对图中每一个结点 
		cnt = BFS(Graph,V);
		printf("%d: %.2f%%\n",V,float(cnt)/float(Graph->Nv)*100);
		memset(Visited,FALSE,sizeof(Visited));
	}
}

 

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