ACM模板--邻接矩阵有向图搜索算法

/*** C++: 邻接矩阵图** @author judyge* @date 2014/04/19*/#include <iomanip>
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;#define MAX 100
class MatrixDG {private:char mVexs[MAX];    // 顶点集合int mVexNum;             // 顶点数int mEdgNum;             // 边数int mMatrix[MAX][MAX];   // 邻接矩阵public:// 创建图(自己输入数据)MatrixDG();// 创建图(用已提供的矩阵)MatrixDG(char vexs[], int vlen, char edges[][2], int elen);~MatrixDG();// 深度优先搜索遍历图void DFS();// 广度优先搜索（类似于树的层次遍历）void BFS();// 打印矩阵队列图void print();private:// 读取一个输入字符char readChar();// 返回ch在mMatrix矩阵中的位置int getPosition(char ch);// 返回顶点v的第一个邻接顶点的索引，失败则返回-1int firstVertex(int v);// 返回顶点v相对于w的下一个邻接顶点的索引，失败则返回-1int nextVertex(int v, int w);// 深度优先搜索遍历图的递归实现void DFS(int i, int *visited);};/* * 创建图(自己输入数据)*/
MatrixDG::MatrixDG()
{char c1, c2;int i, p1, p2;// 输入"顶点数"和"边数"cout << "input vertex number: ";cin >> mVexNum;cout << "input edge number: ";cin >> mEdgNum;if ( mVexNum < 1 || mEdgNum < 1 || (mEdgNum > (mVexNum * (mVexNum-1)))){cout << "input error: invalid parameters!" << endl;return ;}// 初始化"顶点"for (i = 0; i < mVexNum; i++){cout << "vertex(" << i << "): ";mVexs[i] = readChar();}// 初始化"边"for (i = 0; i < mEdgNum; i++){// 读取边的起始顶点和结束顶点cout << "edge(" << i << "): ";c1 = readChar();c2 = readChar();p1 = getPosition(c1);p2 = getPosition(c2);if (p1==-1 || p2==-1){cout << "input error: invalid edge!" << endl;return ;}mMatrix[p1][p2] = 1;}
}/** 创建图(用已提供的矩阵)** 参数说明：*     vexs  -- 顶点数组*     vlen  -- 顶点数组的长度*     edges -- 边数组*     elen  -- 边数组的长度*/
MatrixDG::MatrixDG(char vexs[], int vlen, char edges[][2], int elen)
{int i, p1, p2;// 初始化"顶点数"和"边数"mVexNum = vlen;mEdgNum = elen;// 初始化"顶点"for (i = 0; i < mVexNum; i++)mVexs[i] = vexs[i];// 初始化"边"for (i = 0; i < mEdgNum; i++){// 读取边的起始顶点和结束顶点p1 = getPosition(edges[i][0]);p2 = getPosition(edges[i][1]);mMatrix[p1][p2] = 1;}
}/* * 析构函数*/
MatrixDG::~MatrixDG()
{
}/** 返回ch在mMatrix矩阵中的位置*/
int MatrixDG::getPosition(char ch)
{int i;for(i=0; i<mVexNum; i++)if(mVexs[i]==ch)return i;return -1;
}/** 读取一个输入字符*/
char MatrixDG::readChar()
{char ch;do {cin >> ch;} while(!((ch>='a'&&ch<='z') || (ch>='A'&&ch<='Z')));return ch;
}/** 返回顶点v的第一个邻接顶点的索引，失败则返回-1*/
int MatrixDG::firstVertex(int v)
{int i;if (v<0 || v>(mVexNum-1))return -1;for (i = 0; i < mVexNum; i++)if (mMatrix[v][i] == 1)return i;return -1;
}/** 返回顶点v相对于w的下一个邻接顶点的索引，失败则返回-1*/
int MatrixDG::nextVertex(int v, int w)
{int i;if (v<0 || v>(mVexNum-1) || w<0 || w>(mVexNum-1))return -1;for (i = w + 1; i < mVexNum; i++)if (mMatrix[v][i] == 1)return i;return -1;
}/** 深度优先搜索遍历图的递归实现*/
void MatrixDG::DFS(int i, int *visited)
{int w;visited[i] = 1;cout << mVexs[i] << " ";// 遍历该顶点的所有邻接顶点。若是没有访问过，那么继续往下走for (w = firstVertex(i); w >= 0; w = nextVertex(i, w)){if (!visited[w])DFS(w, visited);}}/** 深度优先搜索遍历图*/
void MatrixDG::DFS()
{int i;int visited[MAX];       // 顶点访问标记// 初始化所有顶点都没有被访问for (i = 0; i < mVexNum; i++)visited[i] = 0;cout << "DFS: ";for (i = 0; i < mVexNum; i++){//printf("\n== LOOP(%d)\n", i);if (!visited[i])DFS(i, visited);}cout << endl;
}/** 广度优先搜索（类似于树的层次遍历）*/
void MatrixDG::BFS()
{int head = 0;int rear = 0;int queue[MAX];     // 辅组队列int visited[MAX];   // 顶点访问标记int i, j, k;for (i = 0; i < mVexNum; i++)visited[i] = 0;cout << "BFS: ";for (i = 0; i < mVexNum; i++){if (!visited[i]){visited[i] = 1;cout << mVexs[i] << " ";queue[rear++] = i;  // 入队列}while (head != rear) {j = queue[head++];  // 出队列for (k = firstVertex(j); k >= 0; k = nextVertex(j, k)) //k是为访问的邻接顶点{if (!visited[k]){visited[k] = 1;cout << mVexs[k] << " ";queue[rear++] = k;}}}}cout << endl;
}/** 打印矩阵队列图*/
void MatrixDG::print()
{int i,j;cout << "Martix Graph:" << endl;for (i = 0; i < mVexNum; i++){for (j = 0; j < mVexNum; j++)cout << mMatrix[i][j] << " ";cout << endl;}
}int main()
{char vexs[] = {'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G'};char edges[][2] = {{'A', 'B'}, {'B', 'C'}, {'B', 'E'}, {'B', 'F'}, {'C', 'E'}, {'D', 'C'}, {'E', 'B'}, {'E', 'D'}, {'F', 'G'}}; int vlen = sizeof(vexs)/sizeof(vexs[0]);int elen = sizeof(edges)/sizeof(edges[0]);MatrixDG* pG;// 自定义"图"(输入矩阵队列)//pG = new MatrixDG();// 采用已有的"图"pG = new MatrixDG(vexs, vlen, edges, elen);pG->print();   // 打印图pG->DFS();     // 深度优先遍历pG->BFS();     // 广度优先遍历return 0;
}

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