本科课程【数据结构与算法】实验8 - 拓扑排序

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近期会把自己本科阶段的一些课程设计、实验报告等分享出来，供大家参考，希望对大家有帮助。

博客更新至专栏【课程设计实验报告】：https://blog.csdn.net/weixin_43598687/category_11640051.html

一、 实验目的

1. 掌握图的邻接矩阵存储结构
2. 实现图的拓扑排序操作

二、 实验内容

1. 实验任务

输入图的节点信息，构造邻接表并输出邻接表和排序

2. 程序设计

1） 数据输入（输入哪些数据、个数、类型、来源、输入方式）
图的顶点数据（data）char字符型；
图的边关系（v1,v2）int 整型；
各边的权值（w）int 整型

2） 数据存储（输入数据在内存中的存储）
邻接表旳形式存储数据

3） 数据处理（说明处理步骤。若不是非常简单，需要绘制流程图）
①在有向图中选一个没有前驱的顶点且把它输出
②从图中删除该顶点和所有以它为尾的弧
③重复上述两步，直至全部顶点都输出，或者当图中不存在无前驱的顶点为止

4） 数据输出

三、 实验环境

1. 操作系统：WINDOWS 10
2. 开发工具：VC++ 2013
3. 实验设备：PC

源代码（C++实现）

#include

using namespace std;

#define m 100
#define n 6
#define e 8

struct {
	int s[n];
	int top;
} stack;

typedef struct node1 
{
	int info;                            //这个域就是本节点在数组中的位置
	int adjvertex;  
	char data;                       
	struct node1 *nextarc;
} glinklistnode;                       //这个是在后面邻接的节点

typedef struct node2 {
	int vertexinfo;
	glinklistnode *firstarc;
} glinkheadnode;                             //邻接表的数组，vertexinfo存的是每个点的入度


//创建邻接链表
void createAdjlist(glinkheadnode g[]) 
{
	int i, j, k;
	glinklistnode *p;
	for (i = 0; i<n; i++) 
	{
		g[i].vertexinfo = i;
		g[i].firstarc = 0;
	}//初始化每个节点在数组中的位置
	cout << "输入边节点关系：" << endl;
	for (k = 0; k<e; k++) 
	{
		cin >> i >> j;
		p = (glinklistnode *)malloc(sizeof(glinklistnode));
		p->adjvertex = j;
		p->nextarc = g[i].firstarc;//使用的插入方式建立，后来的更接近根节点
		g[i].firstarc = p;//第一个邻接点是p

	}
}

//拓扑排序函数
void toposort(glinkheadnode g[]) {
	int i, v, w, sum = 0, indegree[n];
	glinklistnode *p;
	for (i = 0; i < n; i++)
	{
		indegree[i] = 0;//初始化indegree数组，完全可以使用memset
	}
	for (i = 0; i < n; i++)
	{
		for (p = g[i].firstarc; p != 0; p = p->nextarc) //这一层for循环用来统计
			indegree[p->adjvertex]++;//经过两个for循环，即可把所有节点的入度算统计出来
	}
	for (i = 0, stack.top = -1; i < n; i++)
	{
		if (indegree[i] == 0)
		{
			stack.top++;
			stack.s[stack.top] = i;
		}//这个for循环用来入栈入度为0的节点
	}
	while (stack.top != -1) 
	{
		cout << stack.s[stack.top]+1 << " ";
		sum = sum + 1;
		v = stack.s[stack.top];
		stack.top = stack.top - 1;//出栈top
		p = g[v].firstarc;//读取该节点的第一个邻接点
		while (p != 0) //遍历p的所有邻接点
		{
			w = p->adjvertex;
			indegree[w] = indegree[w] - 1;//因为前导节点会被删掉，因此它的入度值需要-1
			if (indegree[w] == 0) //如果它的入度等于0，就将这个节点也入栈
			{
				stack.top = stack.top + 1;
				stack.s[stack.top] = w;
			}
			p = p->nextarc;//往下走
		}
	}
	cout << endl;
	if (sum < n)
	{
		cout << "存在回路" << endl;
	}
}

int main() {
	glinkheadnode g[m];
	createAdjlist(g);
	toposort(g);
	system("pause");
	return 0;
}

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