第十二周项目三 图遍历算法实现

/*
* Copyright (c) 2015, 烟台大学计算机与控制工程学院
* All rights reserved.
* 文件名称： main.cpp,graph.h,graph.cpp
* 作者：巩凯强
* 完成日期：2015年11月23日
* 版本号：codeblocks
*
* 问题描述:  广度优先遍历——BFS
* 输入描述： 无
* 程序输出： 见运行结果
*/
#ifndef GRAPH_H_INCLUDED
#define GRAPH_H_INCLUDED
#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#define MAXV 100                //最大顶点个数
#define INF 32767               //INF表示∞
typedef int InfoType;

//以下定义邻接矩阵类型
typedef struct
{
    int no;                     //顶点编号
    InfoType info;              //顶点其他信息，在此存放带权图权值
} VertexType;                   //顶点类型

typedef struct                  //图的定义
{
    int edges[MAXV][MAXV];      //邻接矩阵
    int n,e;                    //顶点数，弧数
    VertexType vexs[MAXV];      //存放顶点信息
} MGraph;                       //图的邻接矩阵类型

//以下定义邻接表类型
typedef struct ANode            //弧的结点结构类型
{
    int adjvex;                 //该弧的终点位置
    struct ANode *nextarc;      //指向下一条弧的指针
    InfoType info;              //该弧的相关信息,这里用于存放权值
} ArcNode;

typedef int Vertex;

typedef struct Vnode            //邻接表头结点的类型
{
    Vertex data;                //顶点信息
    int count;                  //存放顶点入度,只在拓扑排序中用
    ArcNode *firstarc;          //指向第一条弧
} VNode;

typedef VNode AdjList[MAXV];    //AdjList是邻接表类型

typedef struct
{
    AdjList adjlist;            //邻接表
    int n,e;                    //图中顶点数n和边数e
} ALGraph;                      //图的邻接表类型

//功能：由一个反映图中顶点邻接关系的二维数组，构造出用邻接矩阵存储的图
//参数：Arr - 数组名，由于形式参数为二维数组时必须给出每行的元素个数，在此将参数Arr声明为一维数组名（指向int的指针）
//      n - 矩阵的阶数
//      g - 要构造出来的邻接矩阵数据结构
void ArrayToList(int *Arr, int n, ALGraph *&); //用普通数组构造图的邻接表
void BFS(ALGraph *G, int v);
#endif // GRAPH_H_INCLUDED

#include "graph.h"
void ArrayToList(int *Arr, int n, ALGraph *&G)
{
    int i,j,count=0;  //count用于统计边数，即矩阵中非0元素个数
    ArcNode *p;
    G=(ALGraph *)malloc(sizeof(ALGraph));
    G->n=n;
    for (i=0; i<n; i++)                 //给邻接表中所有头节点的指针域置初值
        G->adjlist[i].firstarc=NULL;
    for (i=0; i<n; i++)                 //检查邻接矩阵中每个元素
        for (j=n-1; j>=0; j--)
            if (Arr[i*n+j]!=0)      //存在一条边，将Arr看作n×n的二维数组，Arr[i*n+j]即是Arr[i][j]
            {
                p=(ArcNode *)malloc(sizeof(ArcNode));   //创建一个节点*p
                p->adjvex=j;
                p->info=Arr[i*n+j];
                p->nextarc=G->adjlist[i].firstarc;      //采用头插法插入*p
                G->adjlist[i].firstarc=p;
            }

    G->e=count;
}
void BFS(ALGraph *G, int v)
{
    ArcNode *p;
    int w,i;
    int queue[MAXV],front=0,rear=0; //定义循环队列
    int visited[MAXV];     //定义存放节点的访问标志的数组
    for (i=0; i<G->n; i++) visited[i]=0; //访问标志数组初始化
    printf("%2d",v);            //输出被访问顶点的编号
    visited[v]=1;                       //置已访问标记
    rear=(rear+1)%MAXV;
    queue[rear]=v;              //v进队
    while (front!=rear)         //若队列不空时循环
    {
        front=(front+1)%MAXV;
        w=queue[front];             //出队并赋给w
        p=G->adjlist[w].firstarc;   //找w的第一个的邻接点
        while (p!=NULL)
        {
            if (visited[p->adjvex]==0)
            {
                printf("%2d",p->adjvex); //访问之
                visited[p->adjvex]=1;
                rear=(rear+1)%MAXV; //该顶点进队
                queue[rear]=p->adjvex;
            }
            p=p->nextarc;       //找下一个邻接顶点
        }
    }
    printf("\n");
}

#include "graph.h"
int main()
{
    ALGraph *G;
    int A[5][5]=
    {
        {0,1,0,1,0},
        {1,0,1,0,0},
        {0,1,0,1,1},
        {1,0,1,0,1},
        {0,0,1,1,0}
    };
    ArrayToList(A[0], 5, G);

    printf(" 由2开始广度遍历:");
    BFS(G, 2);

    printf(" 由0开始广度遍历:");
    BFS(G, 0);
    return 0;
}

运行结果：

知识点总结：

在明白BFS原理的前提下，运用队列的知识实现该运算

学习心得：

明白原理尤为重要。