C++求图任意两点间的所有路径

基于连通图,邻接矩阵实现的图,非递归实现。

算法思想:

设置两个标志位,①该顶点是否入栈,②与该顶点相邻的顶点是否已经访问。

  A 将始点标志位①置1,将其入栈

  B 查看栈顶节点V在图中,有没有可以到达、且没有入栈、且没有从这个节点V出发访问过的节点

  C 如果有,则将找到的这个节点入栈,这个顶点的标志位①置1,V的对应的此顶点的标志位②置1

  D 如果没有,V出栈,并且将与v相邻的全部结点设为未访问,即全部的标志位②置0

  E 当栈顶元素为终点时,设置终点没有被访问过,即①置0,打印栈中元素,弹出栈顶节点

  F 重复执行B – E,直到栈中元素为空

先举一个例子吧

C++求图任意两点间的所有路径_第1张图片

假设简单连通图如图1所示。假设我们要找出结点3到结点6的所有路径,那么,我们就设结点3为起点,结点6为终点。找到结点3到结点6的所有路径步骤如下:
1、 我们建立一个存储结点的栈结构,将起点3入栈,将结点3标记为入栈状态;
2、 从结点3出发,找到结点3的第一个非入栈没有访问过的邻结点1,将结点1标记为入栈状态,并且将3到1标记为已访问;
3、 从结点1出发,找到结点1的第一个非入栈没有访问过的邻结点0,将结点0标记为入栈状态,并且将1到0标记为已访问
4、 从结点0出发,找到结点0的第一个非入栈没有访问过的邻结点2,将结点2标记为入栈状态,并且将0到2标记为已访问
5、 从结点2出发,找到结点2的第一个非入栈没有访问过的邻结点5,将结点5标记为入栈状态,并且将2到5标记为已访问
6、 从结点5出发,找到结点5的第一个非入栈没有访问过的邻结点6,将结点6标记为入栈状态,并且将5到6标记为已访问
7、 栈顶结点6是终点,那么,我们就找到了一条起点到终点的路径,输出这条路径;
8、 从栈顶弹出结点6,将6标记为非入栈状态;
9、 现在栈顶结点为5,结点5没有非入栈并且非访问的结点,所以从栈顶将结点5弹出,并且将5到6标记为未访问
10、        现在栈顶结点为2,结点2的相邻节点5已访问,6满足非入栈,非访问,那么我们将结点6入栈;
11、        现在栈顶为结点6,即找到了第二条路径,输出整个栈,即为第二条路径
12、        重复步骤8-11,就可以找到从起点3到终点6的所有路径;
13、        栈为空,算法结束。

下面讲一下C++代码实现

图类,基于邻接矩阵,不详细的写了 ==

class Graph
{
private:
	CArray Vertices;
	int Edge[MaxVertices][MaxVertices];
	int numOfEdges;
public:
	Graph();
	~Graph();
	void InsertVertex(DataType Vertex);
	void InsertEdge(int v1,int v2,int weight);
	int GetWeight(int i,int j);
	int GetVertices();
	DataType GetValue(int i);
};

首先自己写一个简单的“栈类”,由于新增了些方法所以不完全叫栈

template
class Stack
{
private:
	int m_size;
	int m_maxsize;
	T* data;
public:
	Stack();
	~Stack();
	void push(T data);  //压栈
	T pop(); //出栈,并返回弹出的元素
	T peek(); //查看栈顶元素
	bool isEmpty();  //判断是否空
	int getSize();  //得到栈的中元素个数
	T* getPath();  //返回栈中所有元素
};
template
Stack::Stack()
{
	m_size=0;
	m_maxsize=100;
	data=new T[m_maxsize];
}
template
Stack::~Stack()
{
	delete []data;
}
template
T Stack::pop()
{
	m_size--;
	return data[m_size];
}

template
void Stack::push(T d)
{
	if (m_size==m_maxsize)
	{
		m_maxsize=2*m_maxsize;
		T* new_data=new T[m_maxsize];
		for (int i=0;i
T Stack::peek()
{
	return data[m_size-1];
}

template
bool Stack::isEmpty()
{
	if (m_size==0)
	{
		return TRUE;
	}
	else
	{
		return FALSE;
	}
}

template
T* Stack::getPath()
{
	T* path=new T[m_size];
	for (int i=0;i
int Stack::getSize()
{
	return m_size;
}

Vertex类,便于遍历全部的结点

 
   
class CVertex  
{
private:
	int m_num;//保存与该顶点相邻的顶点个数
	int *m_nei; //与该顶点相邻的顶点序号
	int *m_flag; //与该顶点相邻的顶点是否访问过
	bool isin; //该顶点是否入栈
public:
	CVertex();
	void Initialize(int num,int a[]);
	int getOne(); //得到一个与该顶点相邻的顶点
	void resetFlag(); //与该顶点相邻的顶点全被标记为未访问
	void setIsin(bool);//标记该顶点是否入栈
	bool isIn();  //判断该顶点是否入栈
	void Reset();//将isin和所有flag置0
    ~CVertex();

};

CVertex::CVertex()
{
	m_num=SIZE;
	m_nei=new int[m_num];
	m_flag=new int[m_num];
	isin=false;
	for (int i=0;i
初始化顶点类
        int a[SIZE],num;
	for ( i=0;i


算法实现(由于是基于MFC实现,所有下边的代码不可以直接使用)
        stack.push(selection1); //将起点压栈
	vertex[selection1].setIsin(true);  //标记为已入栈
	int path_num=0;
	while (!stack.isEmpty())  //判断栈是否空
	{ 
		
		int flag=vertex[stack.peek()].getOne();  //得到相邻的顶点
		if (flag==-1)    //如果相邻顶点全部访问过  
		{
			int pop=stack.pop(); //栈弹出一个元素
			vertex[pop].resetFlag();  //该顶点相邻的顶点标记为未访问
			vertex[pop].setIsin(false); //该顶点标记为未入栈
			continue; //取栈顶的相邻节点
		} 
		if (vertex[flag].isIn())  //若已经在栈中,取下一个顶点
		{
			continue;
		}
		if (stack.getSize()>maxver-1) //判断栈中个数是否超过了用户要求的 ,这里是限制了一条路径节点的最大个数
		{
			int pop=stack.pop();
			vertex[pop].resetFlag();
			vertex[pop].setIsin(false);
			continue;
		}
		stack.push(flag); //将该顶点入栈
		
		vertex[flag].setIsin(true);  //记为已入栈
		
		if (stack.peek()==selection2)   //如果栈顶已经为所求,将此路径记录
		{
		   int *path=stack.getPath();
	           //保存路径的代码省略
		   int pop=stack.pop(); //将其弹出,继续探索
	           vertex[pop].setIsin(false); //清空入栈的标志位
		}
		
	}

由于用MFC实现的程序,上边一些变量的定义都没写,见谅。
附上 MFC程序下载地址,除了全部路径还实现了迪杰斯特拉算法和费洛伊德算法求最短路径,需要的可以下载一下,需要积分==

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