/* c7-4.h 无向图的邻接多重表存储表示 */
#define MAX_VERTEX_NUM 20
typedef enum{unvisited,visited}VisitIf;
typedef struct EBox
{
VisitIf mark; /* 访问标记 */
int ivex,jvex; /* 该边依附的两个顶点的位置 */
struct EBox *ilink,*jlink; /* 分别指向依附这两个顶点的下一条边 */
InfoType *info; /* 该边信息指针 */
}EBox;
typedef struct
{
VertexType data;
EBox *firstedge; /* 指向第一条依附该顶点的边 */
}VexBox;
typedef struct
{
VexBox adjmulist[MAX_VERTEX_NUM];
int vexnum,edgenum; /* 无向图的当前顶点数和边数 */
}AMLGraph;
/* bo7-4.c 无向图的邻接多重表存储(存储结构由c7-4.h定义)的基本函数类型(16个) */
int LocateVex(AMLGraph G,VertexType u)
{ /* 初始条件: 无向图G存在,u和G中顶点有相同特征 */
/* 操作结果: 若G中存在顶点u,则返回该顶点在无向图中位置;否则返回-1 */
int i;
for(i=0;i<G.vexnum;++i)
if(strcmp(u,G.adjmulist[i].data)==0)
return i;
return -1;
}
Status CreateGraph(AMLGraph *G)
{ /* 采用邻接多重表存储结构,构造无向图G */
int i,j,k,l,IncInfo;
char s[MAX_INFO];
VertexType va,vb;
EBox *p;
printf("请输入无向图G的顶点数,边数,边是否含其它信息(是:1，否:0): ");
scanf("%d,%d,%d",&(*G).vexnum,&(*G).edgenum,&IncInfo);
printf("请输入%d个顶点的值(<%d个字符):\n",(*G).vexnum,MAX_NAME);
for(i=0;i<(*G).vexnum;++i) /* 构造顶点向量 */
{
scanf("%s",(*G).adjmulist[i].data);
(*G).adjmulist[i].firstedge=NULL;
}
printf("请顺序输入每条边的两个端点(以空格作为间隔):\n");
for(k=0;k<(*G).edgenum;++k) /* 构造表结点链表 */
{
scanf("%s%s%*c",va,vb); /* %*c吃掉回车符 */
i=LocateVex(*G,va); /* 一端 */
j=LocateVex(*G,vb); /* 另一端 */
p=(EBox*)malloc(sizeof(EBox));
p->mark=unvisited; /* 设初值 */
p->ivex=i;
p->jvex=j;
p->info=NULL;
p->ilink=(*G).adjmulist[i].firstedge; /* 插在表头 */
(*G).adjmulist[i].firstedge=p;
p->jlink=(*G).adjmulist[j].firstedge; /* 插在表头 */
(*G).adjmulist[j].firstedge=p;
if(IncInfo) /* 边有相关信息 */
{
printf("请输入该弧的相关信息(<%d个字符)：",MAX_INFO);
gets(s);
l=strlen(s);
if(l)
{
p->info=(char*)malloc((l+1)*sizeof(char));
strcpy(p->info,s);
}
}
}
return OK;
}
VertexType* GetVex(AMLGraph G,int v)
{ /* 初始条件: 无向图G存在,v是G中某个顶点的序号。操作结果: 返回v的值 */
if(v>=G.vexnum||v<0)
exit(ERROR);
return &G.adjmulist[v].data;
}
Status PutVex(AMLGraph *G,VertexType v,VertexType value)
{ /* 初始条件: 无向图G存在,v是G中某个顶点 */
/* 操作结果: 对v赋新值value */
int i;
i=LocateVex(*G,v);
if(i<0) /* v不是G的顶点 */
return ERROR;
strcpy((*G).adjmulist[i].data,value);
return OK;
}
int FirstAdjVex(AMLGraph G,VertexType v)
{ /* 初始条件: 无向图G存在,v是G中某个顶点 */
/* 操作结果: 返回v的第一个邻接顶点的序号。若顶点在G中没有邻接顶点,则返回-1 */
int i;
i=LocateVex(G,v);
if(i<0)
return -1;
if(G.adjmulist[i].firstedge) /* v有邻接顶点 */
if(G.adjmulist[i].firstedge->ivex==i)
return G.adjmulist[i].firstedge->jvex;
else
return G.adjmulist[i].firstedge->ivex;
else
return -1;
}
int NextAdjVex(AMLGraph G,VertexType v,VertexType w)
{ /* 初始条件: 无向图G存在,v是G中某个顶点,w是v的邻接顶点 */
/* 操作结果: 返回v的(相对于w的)下一个邻接顶点的序号。 */
/* 若w是v的最后一个邻接点,则返回-1 */
int i,j;
EBox *p;
i=LocateVex(G,v); /* i是顶点v的序号 */
j=LocateVex(G,w); /* j是顶点w的序号 */
if(i<0||j<0) /* v或w不是G的顶点 */
return -1;
p=G.adjmulist[i].firstedge; /* p指向顶点v的第1条边 */
while(p)
if(p->ivex==i&&p->jvex!=j) /* 不是邻接顶点w(情况1) */
p=p->ilink; /* 找下一个邻接顶点 */
else if(p->jvex==i&&p->ivex!=j) /* 不是邻接顶点w(情况2) */
p=p->jlink; /* 找下一个邻接顶点 */
else /* 是邻接顶点w */
break;
if(p&&p->ivex==i&&p->jvex==j) /* 找到邻接顶点w(情况1) */
{
p=p->ilink;
if(p&&p->ivex==i)
return p->jvex;
else if(p&&p->jvex==i)
return p->ivex;
}
if(p&&p->ivex==j&&p->jvex==i) /* 找到邻接顶点w(情况2) */
{
p=p->jlink;
if(p&&p->ivex==i)
return p->jvex;
else if(p&&p->jvex==i)
return p->ivex;
}
return -1;
}
Status InsertVex(AMLGraph *G,VertexType v)
{ /* 初始条件: 无向图G存在,v和G中顶点有相同特征 */
/* 操作结果: 在G中增添新顶点v(不增添与顶点相关的弧,留待InsertArc()去做) */
if((*G).vexnum==MAX_VERTEX_NUM) /* 结点已满，不能插入 */
return ERROR;
if(LocateVex(*G,v)>=0) /* 结点已存在,不能插入 */
return ERROR;
strcpy((*G).adjmulist[(*G).vexnum].data,v);
(*G).adjmulist[(*G).vexnum].firstedge=NULL;
(*G).vexnum++;
return OK;
}
Status DeleteArc(AMLGraph *G,VertexType v,VertexType w)
{ /* 初始条件: 无向图G存在,v和w是G中两个顶点 */
/* 操作结果: 在G中删除弧<v,w> */
int i,j;
EBox *p,*q;
i=LocateVex(*G,v);
j=LocateVex(*G,w);
if(i<0||j<0||i==j)
return ERROR; /* 图中没有该点或弧 */
/* 以下使指向待删除边的第1个指针绕过这条边 */
p=(*G).adjmulist[i].firstedge; /* p指向顶点v的第1条边 */
if(p&&p->jvex==j) /* 第1条边即为待删除边(情况1) */
(*G).adjmulist[i].firstedge=p->ilink;
else if(p&&p->ivex==j) /* 第1条边即为待删除边(情况2) */
(*G).adjmulist[i].firstedge=p->jlink;
else /* 第1条边不是待删除边 */
{
while(p) /* 向后查找弧<v,w> */
{
if(p->ivex==i&&p->jvex!=j) /* 不是待删除边 */
{
q=p;
p=p->ilink; /* 找下一个邻接顶点 */
}
else if(p->jvex==i&&p->ivex!=j) /* 不是待删除边 */
{
q=p;
p=p->jlink; /* 找下一个邻接顶点 */
}
else /* 是邻接顶点w */
break;
}
if(!p) /* 没找到该边 */
return ERROR;
if(p->ivex==i&&p->jvex==j) /* 找到弧<v,w>(情况1) */
if(q->ivex==i)
q->ilink=p->ilink;
else
q->jlink=p->ilink;
else if(p->ivex==j&&p->jvex==i) /* 找到弧<v,w>(情况2) */
if(q->ivex==i)
q->ilink=p->jlink;
else
q->jlink=p->jlink;
}
/* 以下由另一顶点起找待删除边且删除之 */
p=(*G).adjmulist[j].firstedge; /* p指向顶点w的第1条边 */
if(p->jvex==i) /* 第1条边即为待删除边(情况1) */
{
(*G).adjmulist[j].firstedge=p->ilink;
if(p->info) /* 有相关信息 */
free(p->info);
free(p);
}
else if(p->ivex==i) /* 第1条边即为待删除边(情况2) */
{
(*G).adjmulist[j].firstedge=p->jlink;
if(p->info) /* 有相关信息 */
free(p->info);
free(p);
}
else /* 第1条边不是待删除边 */
{
while(p) /* 向后查找弧<v,w> */
if(p->ivex==j&&p->jvex!=i) /* 不是待删除边 */
{
q=p;
p=p->ilink; /* 找下一个邻接顶点 */
}
else if(p->jvex==j&&p->ivex!=i) /* 不是待删除边 */
{
q=p;
p=p->jlink; /* 找下一个邻接顶点 */
}
else /* 是邻接顶点v */
break;
if(p->ivex==i&&p->jvex==j) /* 找到弧<v,w>(情况1) */
{
if(q->ivex==j)
q->ilink=p->jlink;
else
q->jlink=p->jlink;
if(p->info) /* 有相关信息 */
free(p->info);
free(p);
}
else if(p->ivex==j&&p->jvex==i) /* 找到弧<v,w>(情况2) */
{
if(q->ivex==j)
q->ilink=p->ilink;
else
q->jlink=p->ilink;
if(p->info) /* 有相关信息 */
free(p->info);
free(p);
}
}
(*G).edgenum--;
return OK;
}
Status DeleteVex(AMLGraph *G,VertexType v)
{ /* 初始条件: 无向图G存在,v是G中某个顶点 */
/* 操作结果: 删除G中顶点v及其相关的边 */
int i,j;
VertexType w;
EBox *p;
i=LocateVex(*G,v); /* i为待删除顶点的序号 */
if(i<0)
return ERROR;
for(j=0;j<(*G).vexnum;j++) /* 删除与顶点v相连的边(如果有的话) */
{
if(j==i)
continue;
strcpy(w,*GetVex(*G,j)); /* w是第j个顶点的值 */
DeleteArc(G,v,w);
}
for(j=i+1;j<(*G).vexnum;j++) /* 排在顶点v后面的顶点的序号减1 */
(*G).adjmulist[j-1]=(*G).adjmulist[j];
(*G).vexnum--; /* 顶点数减1 */
for(j=i;j<(*G).vexnum;j++) /* 修改顶点的序号 */
{
p=(*G).adjmulist[j].firstedge;
if(p)
{
if(p->ivex==j+1)
{
p->ivex--;
p=p->ilink;
}
else
{
p->jvex--;
p=p->jlink;
}
}
}
return OK;
}
void DestroyGraph(AMLGraph *G)
{
int i;
for(i=(*G).vexnum-1;i>=0;i--)
DeleteVex(G,(*G).adjmulist[i].data);
}
Status InsertArc(AMLGraph *G,VertexType v,VertexType w)
{ /* 初始条件: 无向图G存在,v和W是G中两个顶点 */
/* 操作结果: 在G中增添弧<v,w> */
int i,j,l,IncInfo;
char s[MAX_INFO];
EBox *p;
i=LocateVex(*G,v); /* 一端 */
j=LocateVex(*G,w); /* 另一端 */
if(i<0||j<0)
return ERROR;
p=(EBox*)malloc(sizeof(EBox));
p->mark=unvisited;
p->ivex=i;
p->jvex=j;
p->info=NULL;
p->ilink=(*G).adjmulist[i].firstedge; /* 插在表头 */
(*G).adjmulist[i].firstedge=p;
p->jlink=(*G).adjmulist[j].firstedge; /* 插在表头 */
(*G).adjmulist[j].firstedge=p;
printf("该边是否有相关信息(1:有 0:无): ");
scanf("%d%*c",&IncInfo); /* 吃掉回车符 */
if(IncInfo) /* 边有相关信息 */
{
printf("请输入该边的相关信息(<%d个字符)：",MAX_INFO);
gets(s);
l=strlen(s);
if(l)
{
p->info=(char*)malloc((l+1)*sizeof(char));
strcpy(p->info,s);
}
}
(*G).edgenum++;
return OK;
}
Boolean visite[MAX_VERTEX_NUM]; /* 访问标志数组(全局量) */
Status(*VisitFunc)(VertexType v);
void DFS(AMLGraph G,int v)
{
int j;
EBox *p;
VisitFunc(G.adjmulist[v].data);
visite[v]=TRUE;
p=G.adjmulist[v].firstedge;
while(p)
{
j=p->ivex==v?p->jvex:p->ivex;
if(!visite[j])
DFS(G,j);
p=p->ivex==v?p->ilink:p->jlink;
}
}
void DFSTraverse(AMLGraph G,Status(*visit)(VertexType))
{ /* 初始条件: 图G存在,Visit是顶点的应用函数。算法7.4 */
/* 操作结果: 从第1个顶点起,深度优先遍历图G,并对每个顶点调用函数Visit */
/* 一次且仅一次。一旦Visit()失败,则操作失败 */
int v;
VisitFunc=visit;
for(v=0;v<G.vexnum;v++)
visite[v]=FALSE;
for(v=0;v<G.vexnum;v++)
if(!visite[v])
DFS(G,v);
printf("\n");
}
typedef int QElemType; /* 队列类型 */
#include"c3-2.h" /* BFSTraverse()用 */
#include"bo3-2.c" /* BFSTraverse()用 */
void BFSTraverse(AMLGraph G,Status(*Visit)(VertexType))
{ /* 初始条件: 图G存在,Visit是顶点的应用函数。算法7.6 */
/* 操作结果: 从第1个顶点起,按广度优先非递归遍历图G,并对每个顶点调用函数 */
/* Visit一次且仅一次。一旦Visit()失败,则操作失败。 */
/* 使用辅助队列Q和访问标志数组visite */
int v,u,w;
VertexType w1,u1;
LinkQueue Q;
for(v=0;v<G.vexnum;v++)
visite[v]=FALSE; /* 置初值 */
InitQueue(&Q); /* 置空的辅助队列Q */
for(v=0;v<G.vexnum;v++)
if(!visite[v]) /* v尚未访问 */
{
visite[v]=TRUE; /* 设置访问标志为TRUE(已访问) */
Visit(G.adjmulist[v].data);
EnQueue(&Q,v); /* v入队列 */
while(!QueueEmpty(Q)) /* 队列不空 */
{
DeQueue(&Q,&u); /* 队头元素出队并置为u */
strcpy(u1,*GetVex(G,u));
for(w=FirstAdjVex(G,u1);w>=0;w=NextAdjVex(G,u1,strcpy(w1,*GetVex(G,w))))
if(!visite[w]) /* w为u的尚未访问的邻接顶点的序号 */
{
visite[w]=TRUE;
Visit(G.adjmulist[w].data);
EnQueue(&Q,w);
}
}
}
printf("\n");
}
void MarkUnvizited(AMLGraph G)
{ /* 置边的访问标记为未被访问 */
int i;
EBox *p;
for(i=0;i<G.vexnum;i++)
{
p=G.adjmulist[i].firstedge;
while(p)
{
p->mark=unvisited;
if(p->ivex==i)
p=p->ilink;
else
p=p->jlink;
}
}
}
void Display(AMLGraph G)
{ /* 输出无向图的邻接多重表G */
int i;
EBox *p;
MarkUnvizited(G); /* 置边的访问标记为未被访问 */
printf("%d个顶点：\n",G.vexnum);
for(i=0;i<G.vexnum;++i)
printf("%s ",G.adjmulist[i].data);
printf("\n%d条边:\n",G.edgenum);
for(i=0;i<G.vexnum;i++)
{
p=G.adjmulist[i].firstedge;
while(p)
if(p->ivex==i) /* 边的i端与该顶点有关 */
{
if(!p->mark) /* 只输出一次 */
{
printf("%s－%s ",G.adjmulist[i].data,G.adjmulist[p->jvex].data);
p->mark=visited;
if(p->info) /* 输出附带信息 */
printf("相关信息: %s ",p->info);
}
p=p->ilink;
}
else /* 边的j端与该顶点有关 */
{
if(!p->mark) /* 只输出一次 */
{
printf("%s－%s ",G.adjmulist[p->ivex].data,G.adjmulist[i].data);
p->mark=visited;
if(p->info) /* 输出附带信息 */
printf("相关信息: %s ",p->info);
}
p=p->jlink;
}
printf("\n");
}
}
/* main7-4.cpp 检验bo7-4.cpp的主程序 */
#include"c1.h"
#define MAX_NAME 3 /* 顶点字符串的最大长度+1 */
#define MAX_INFO 80 /* 相关信息字符串的最大长度+1 */
typedef char InfoType;
typedef char VertexType[MAX_NAME]; /* 字符串类型 */
#include"c7-4.h"
#include"bo7-4.c"
Status visit(VertexType v)
{
printf("%s ",v);
return OK;
}
void main()
{
int k,n;
AMLGraph g;
VertexType v1,v2;
CreateGraph(&g);
Display(g);
printf("修改顶点的值，请输入原值 新值: ");
scanf("%s%s",v1,v2);
PutVex(&g,v1,v2);
printf("插入新顶点，请输入顶点的值: ");
scanf("%s",v1);
InsertVex(&g,v1);
printf("插入与新顶点有关的边，请输入边数: ");
scanf("%d",&n);
for(k=0;k<n;k++)
{
printf("请输入另一顶点的值: ");
scanf("%s",v2);
InsertArc(&g,v1,v2);
}
Display(g);
printf("深度优先搜索的结果:\n");
DFSTraverse(g,visit);
printf("广度优先搜索的结果:\n");
BFSTraverse(g,visit);
DestroyGraph(&g);
}
