数据结构课设-弗洛伊德算法C语言实现
我在大二上学期期末时候写的，大概2013年12月31号左右。我写在博客里一是为我以后复习所用，二是希望对需要的人有所帮助。
问题描述：
给出一张无向图，图上的每个顶点表示一个城市，顶点之间的边表示城市间存在的路径，边上的权值表示城市间的路径长度。利用弗洛伊德（Floyd）算法求解最短路径求解任意两个城市之间的最短路径问题。
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>#include<string.h>
#define INFINITY 65535 //无穷
#define MAXLIN 10
typedef struct Ver{ //顶点向量
char dian[5];
}Ver;
typedef struct MGraph{
Ver vexs[MAXLIN]; //顶点向量数组
int arcs[MAXLIN][MAXLIN]; //邻接矩阵
int vexnum,arcnum; //顶点和边的数目
}MGraph;
int flag=0;
int flag1=0;
int LocateVex(MGraph G,char cc[5]) //返回顶点在图中的位置
{
for(int i=0;i<G.vexnum;i++)
if(strcmp(G.vexs[i].dian,cc)==0)
return i;
return -1;
}
void InPutMg(MGraph &G) //输入图相关信息
{
flag1=1;
int i,j,k,w;
char aa[5],bb[5];
printf("*****************************\n");
printf("**** 输入图相关信息! ****\n");
printf("*****************************\n");
printf("请输入城市数:");
scanf("%d",&G.vexnum);
printf("请输入城市之间的路径数:");
scanf("%d",&G.arcnum);
printf("请输入所有城市名称(如:v1 v2 v3):");
for(i=0;i<G.vexnum;i++)
scanf("%s",G.vexs[i].dian);
for(i=0;i<G.vexnum;i++) //对邻接矩阵初始化 使开始所有城市之间都是不可达的
for(j=0;j<G.vexnum;j++)
G.arcs[i][j]=INFINITY;
printf("请输入城市路径和路径长度:(如 v1 v2 4):\n");
for(k=0;k<G.arcnum;k++)
{
printf("请输入----->");
scanf("%s %s %d",aa,bb,&w);
i=LocateVex(G,aa);
j=LocateVex(G,bb);
G.arcs[i][j]=w;
G.arcs[j][i]=w;
}
printf("输入完毕!\n");
}
void CreateMg(MGraph &G,int P[MAXLIN][MAXLIN][MAXLIN],int D[MAXLIN][MAXLIN]) //生成图相关信息
{
if(flag1==0)
{
printf("未输入有关城市图的信息!请输入后再使用本功能!\n");
return;
}
flag=1;
printf("*****************************\n");
printf("**** 生成图相关信息! ****\n");
printf("*****************************\n");
int u,v,w,i,j;
for(v=0;v<G.vexnum;v++) //对当前已知各节点之间路径 进行初始化
for(w=0;w<G.vexnum;w++)
{
D[v][w]=G.arcs[v][w];
for(u=0;u<G.vexnum;u++)
P[v][w][u]=-1;
if(D[v][w]<INFINITY) //两个城市之间相连
{
P[v][w][0]=v;
P[v][w][1]=w;
}
}
for(u=0;u<G.vexnum;u++)
for(v=0;v<G.vexnum;v++)
for(w=0;w<G.vexnum;w++)
if(D[v][u]<INFINITY&&D[u][w]<INFINITY&&D[v][u]+D[u][w]<D[v][w])
{
//更新D
D[v][w]=D[v][u]+D[u][w];
//更新P，从v到w的路径是从v到u，再从u到w
for(i=0;i<G.vexnum;i++)
{
if(P[v][u][i]!=-1)
P[v][w][i]=P[v][u][i];
else
break;
}
for(j=1;j<G.vexnum;j++) //这里j不是从0开始的，因为v到u的最后一个顶点即使u
{
if(P[u][w][j]!=-1)
P[v][w][i++]=P[u][w][j];
else
break;
}
}
printf("操作完毕!\n");
}
void LookMg1(MGraph &G)
{
printf("城市的无向网邻接矩阵为:\n");
for(int i=0;i<G.vexnum;i++)
{
for(int j=0;j<G.vexnum;j++)
printf("\t%d",G.arcs[i][j]);
printf("\n");
}
}
void LookMg2(MGraph &G)
{
int n;
printf("城市图的基本信息为:");
printf("城市数为:%d\n",G.vexnum);
printf("城市之间所有路径数为:%d\n",G.arcnum);
printf("路径，是否相通，长度:\n");
for(int i=0;i<G.vexnum;i++)
{
for(int j=0;j<G.vexnum;j++)
{
if(G.arcs[i][j]==INFINITY)
n=0;
else
n=1;
printf("\t(%s,%s),%d,%d",G.vexs[i].dian,G.vexs[j].dian,n,G.arcs[i][j]);
}
printf("\n");
}
}
void LookMg(MGraph &G) //查看图相关信息
{
if(flag1==0)
{
printf("未输入有关城市图的信息!请输入后再使用本功能!\n");
return;
}
int choice2;
printf("*****************************\n");
printf("**** 查看图相关信息! ****\n");
printf("*****************************\n");
while(true)
{
printf("\n-- 查看无向网邻接矩阵请输入 -->1\n");
printf("-- 查看城市图基本信息请输入 -->2\n");
printf("-- 退出查看请输入 -->0\n");
scanf("%d",&choice2);
switch(choice2)
{
case 1: LookMg1(G);
break;
case 2: LookMg2(G);
break;
case 0: return;
}
}
}
void ReferMg(MGraph &G,int P[MAXLIN][MAXLIN][MAXLIN],int D[MAXLIN][MAXLIN]) //查询图相关信息
{
if(flag==0)
{
printf("图相关信息未生成!,请生成后在使用本功能!\n");
return;
}
int i,j;
printf("*****************************\n");
printf("**** 查询图相关信息! ****\n");
printf("*****************************\n");
printf("任意两个城市之间最短路径长度及最短路径为:\n"); //输出任意两个城市之间的最短路径
for(i=0;i<G.vexnum;i++)
{
for(j=0;j<G.vexnum;j++)
{
if(i!=j)
{
if(D[i][j]!=INFINITY)
{
printf("%s到%s的最短路径为:\t%d",G.vexs[i].dian,G.vexs[j].dian,D[i][j]);
printf("\t最短路径为:");
for(int k=0;k<G.vexnum;k++)
{
if(P[i][j][k]!=-1)
printf(" %s",G.vexs[P[i][j][k]].dian);
else
break;
}
printf("\n");
}
}
}
}
printf("\n");
}
void OutPutMg() //退出程序
{
printf("*****************************\n");
printf("**** 感谢您的使用! ****\n");
printf("*****************************\n");
return;
}
int main()
{
int choice;
MGraph G;
int P[MAXLIN][MAXLIN][MAXLIN]; //P[v][w][i]表示 当前求得的顶点v到w的最短路径的第i+1个顶点 这是打印最短路径的关键
int D[MAXLIN][MAXLIN]; //D[v][w]表示 当前求得的 顶点v到顶点w的最短路径的长度
while(true)
{
printf("\n-----欢迎使用弗洛伊德求城市最短路径的程序-----\n"); //主界面
printf("-----输入城市图的相关信息 请输入:1\n");
printf("-----生成城市图的相关信息 请输入:2\n");
printf("-----查看城市图的相关信息 请输入:3\n");
printf("-----查询城市图的相关信息 请输入:4\n");
printf("-----退出此程序 请输入:0\n");
printf("请输入您的操作选择:");
while(scanf("%d",&choice)) //异常处理
{
if(choice<0||choice>4)
printf("输入数字有误，请输入0~4之内的整数，请重新输入!\n");
else
break;
}
switch(choice)
{
case 1: InPutMg(G); //完毕 输入城市图的相关信息
break;
case 2: CreateMg(G,P,D); //完毕 生成城市图的相关信息
break;
case 3: LookMg(G); //完毕 查看城市图的相关信息
break;
case 4: ReferMg(G,P,D); //完毕 查询城市图的相关信息
break;
case 0: OutPutMg(); //完毕 退出此程序
exit(0);
}
}
return 0;
}
6.测试结果
6.1 输入部分用户界面
图 6.1 输入用户界面
6.2 生成部分用户界面
图 6.2 生成用户界面
6.3 查看部分用户界面
图 6.3 查看用户界面
6.4 查询部分用户界面
图 6.4 查询用户界面
6.5 退出部分用户界面
图 6.5 退出用户界面