数据结构 实验 c/c++ 六度空间 图 图论

题目介绍：“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。”如下图所示。

“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。

实验要求 ：(1)输入格式说明:

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 (2)输出格式说明:

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%”。

(3)样例输入与输出:

代码如下：

#include
#include

#define SIX 6
#define  MaxVertexNum  1000     /* 最大顶点数 */

typedef unsigned long  VertexType;    /* 顶点用无符号长整数表示 */
typedef  struct  node{          /* 边表结点 */
    VertexType AdjV;              /* 邻接点域 */
    struct  node  *Next;          /* 指向下一个邻接点的指针域 */
  /* 若要表示边上的权值信息，则应增加一个数据域Weight */
} EdgeNode;        

typedef unsigned long  VertexType;    /* 顶点用无符号长整数表示 */
typedef  struct  Vnode{       /* 顶点表结点 */
    char   Visited;              /* 顶点域，这里用于标记该结点是否已经访问 */
    double  Percent;              /* 用于记录距离不超过SIX的结点百分比 */
    EdgeNode  *FirstEdge;       /* 边表头指针 */
} VertexNode;

typedef  VertexNode  AdjList[ MaxVertexNum ];
/* AdjList是邻接表类型 */
typedef  struct{  
    AdjList  adjlist;          /* 邻接表 */
    unsigned long int  n, e;  /* 顶点数和边数 */
} ALGraph;                   /* ALGraph是以邻接表方式存储的图类型 */

typedef struct Element { 
    VertexType v;        /* 结点编号 */
    int Layer;           /* BFS的层次 */
} QElementType;
typedef struct Node{
    QElementType  Data;
    struct Node  *Next;
}QNode; 
typedef  struct {              /* 链队列结构  */
    QNode  *rear;              /* 指向队尾结点 */
    QNode  *front;             /* 指向队头结点 */
} LinkQueue;

void Initialize(LinkQueue  *PtrQ)
{
    PtrQ->rear = PtrQ->front = NULL;
}

int IsEmptyQ(LinkQueue  *PtrQ)
{
    return PtrQ->front == NULL ;
}

void AddQ ( LinkQueue  *PtrQ, QElementType item )
{   
    QNode *cell = (QNode *)malloc(sizeof(QNode));/* 申请一个结点空间  */

    cell->Data = item; 
    cell->Next = NULL;
    if  ( IsEmptyQ(PtrQ) )  /* 若队列空，头尾是同一个元素 */
        PtrQ->front = PtrQ->rear = cell;
    else
    { /* 否则新元素添加到尾部 */
        PtrQ->rear->Next = cell;
        PtrQ->rear = cell;
    }
}

QElementType DeleteQ ( LinkQueue  *PtrQ )
{   QNode  *FrontCell; 
    QElementType FrontElem;

    if  ( PtrQ->front == NULL) {
        printf("队列空");
        exit(0);
    } 
    FrontCell = PtrQ->front;
    if ( PtrQ->front == PtrQ->rear) /* 若队列只有一个元素 */
        PtrQ->front = PtrQ->rear = NULL; /* 删除后队列置为空 */
    else                     
        PtrQ->front = PtrQ->front->Next;
    FrontElem = FrontCell->Data;
    free( FrontCell );  /* 释放被删除结点空间  */
    return  FrontElem;
}

void DestroyQueue( LinkQueue  Q )
{
    QNode *cell ;
    while((cell = Q.front)){
        Q.front = Q.front->Next;
        free(cell);
    }
}

void CreateALGraph( ALGraph *G )
{
    unsigned long int i,j,k;
    EdgeNode *edge;

    scanf( "%ld %ld", &(G->n), &(G->e) );      /* 读入顶点数和边数 */ 
    for ( i=0; i < G->n; i++ ) {        /* 建立有n个顶点的顶点表 */
        G->adjlist[i].Visited = 0;      /* 记录该结点是否已经访问 */
        G->adjlist[i].Percent = 0.0;    /* 距离不超过SIX的结点百分比 */
        G->adjlist[i].FirstEdge = NULL; /* 顶点的边表头指针设为空 */
    }
    for ( k=0; k < G->e; k++ ){   /* 建立边表 */
        scanf( "%ld %ld", &i, &j); /* 读入边的顶点对应序号*/
        edge = (EdgeNode*) malloc( sizeof( EdgeNode ) );
        /* 生成新边表结点edge，用来表示边（vi, vj） */
        edge->AdjV = j-1; /* 邻接点序号为j */
        /* 将新边表结点edge插入到顶点vi的边表头部 */
        edge->Next = G->adjlist[i-1].FirstEdge;
        G->adjlist[i-1].FirstEdge = edge;
        /* 因为是无向图，还要生成一个结点，用来表示边（vj, vi）  */
        edge = (EdgeNode*) malloc( sizeof( EdgeNode ) );
        edge->AdjV = i-1; /* 邻接点序号为i */
        /* 将新边表结点edge插入到顶点vj的边表头部 */
        edge->Next = G->adjlist[j-1].FirstEdge;
        G->adjlist[j-1].FirstEdge = edge;
    }
}

void  SixDegree_BFS( ALGraph *G , VertexType Start )
{   /* 计算离节点Start的距离不超过SIX的节点百分比 */
    QElementType  qe;   
    LinkQueue  Q; 
    VertexType  v;
    EdgeNode *edge;
    unsigned long int VisitCount = 1;  /* 记录路径长度<=SIX的顶点数 */

    Initialize( &Q );     /* 置空的队列Q */
     G->adjlist[Start].Visited = 1; 
    qe.v = Start; qe.Layer = 0;   /* 起点算0层 */
    AddQ( &Q, qe );                  /* qe入队列 */
    while ( !IsEmptyQ(&Q) ) {      /* 队列非空循环 */
        qe = DeleteQ(&Q); v = qe.v; 
        for( edge=G->adjlist[v].FirstEdge; edge; edge=edge->Next )
            if ( !G->adjlist[edge->AdjV].Visited )
            /* 若edge->AdjV是v的尚未访问的邻接顶点 */
            {    
                G->adjlist[edge->AdjV].Visited = 1; 
                /* 将其记为六度以内的顶点 */
                VisitCount++ ;        /* 增加路径长度<=SIX的顶点数 */
                if(++qe.Layer < SIX) /* 仅将六度以内的顶点再进队 */
                {    qe.v = edge->AdjV;   
                    AddQ(&Q, qe);
                }
                qe.Layer--;   /* 恢复qe的层数 */
            } /* 结束if，for */
    } /* 结束while循环 */
    DestroyQueue( Q );
    G->adjlist[Start].Percent = 100.0 * (double)VisitCount / (double)G->n;
}

int main()
{
    VertexType i,j;
    ALGraph *G = (ALGraph *)malloc( sizeof(ALGraph) );
    CreateALGraph( G );
    for(i=0L; in; i++)
    {    
        SixDegree_BFS( G, i );/*计算离节点i的距离不超过SIX的节点百分比 */
        printf("%ld: %.2f%%\n", i+1, G->adjlist[i].Percent);
        for ( j=0; j < G->n; j++ )         /* 工作空间初始化 */
            G->adjlist[j].Visited = 0;     /* 重置标记所有结点未经访问 */
    }    
    return 0;
}