第十一周项目实践1 图基本算法库

#ifndef GRAPH_H_INCLUDED
#define GRAPH_H_INCLUDED#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 ArrayToMat(int *Arr, int n, MGraph &g); //用普通数组构造图的邻接矩阵
void ArrayToList(int *Arr, int n, ALGraph *&); //用普通数组构造图的邻接表
void MatToList(MGraph g,ALGraph *&G);//将邻接矩阵g转换成邻接表G
void ListToMat(ALGraph *G,MGraph &g);//将邻接表G转换成邻接矩阵g
void DispMat(MGraph g);//输出邻接矩阵g
void DispAdj(ALGraph *G);//输出邻接表G#endif // GRAPH_H_INCLUDED

graph.h：

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include "graph.h"
//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 ArrayToMat(int *Arr, int n, MGraph &g)
{int i,j,count=0;  //count用于统计边数，即矩阵中非0元素个数g.n=n;for (i=0; i<g.n; i++)for (j=0; j<g.n; j++){g.edges[i][j]=Arr[i*n+j]; //将Arr看作n×n的二维数组，Arr[i*n+j]即是Arr[i][j]，计算存储位置的功夫在此应用//更显示了二维数组在内存中的存储机制if(g.edges[i][j]!=0 && g.edges[i][j]!=INF)count++;}g.e=count;
}
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]=Arr[i][j]（n是有多少列）{p=(ArcNode *)malloc(sizeof(ArcNode));   //创建一个节点*pp->adjvex=j;p->info=Arr[i*n+j];p->nextarc=G->adjlist[i].firstarc;      //采用头插法插入*p,和链表的操作一样G->adjlist[i].firstarc=p;}G->e=count;
}
void MatToList(MGraph g, ALGraph *&G)
//将邻接矩阵g转换成邻接表G
{int i,j;ArcNode *p;G=(ALGraph *)malloc(sizeof(ALGraph));for (i=0; i<g.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<g.n; i++)                   //检查邻接矩阵中每个元素for (j=g.n-1; j>=0; j--)if (g.edges[i][j]!=0)       //存在一条边{p=(ArcNode *)malloc(sizeof(ArcNode));   //创建一个节点*pp->adjvex=j;p->info=g.edges[i][j];p->nextarc=G->adjlist[i].firstarc;      //采用头插法插入*pG->adjlist[i].firstarc=p;}G->n=g.n;G->e=g.e;
}
void ListToMat(ALGraph *G,MGraph &g)
//将邻接表G转换成邻接矩阵g
{int i,j;ArcNode *p;g.n=G->n;   //根据一楼同学“举报”改的。g.n未赋值，下面的初始化不起作用g.e=G->e;for (i=0; i<g.n; i++)   //先初始化邻接矩阵for (j=0; j<g.n; j++)g.edges[i][j]=0;for (i=0; i<G->n; i++)  //根据邻接表，为邻接矩阵赋值{p=G->adjlist[i].firstarc;while (p!=NULL){g.edges[i][p->adjvex]=p->info;p=p->nextarc;}}
}
void DispMat(MGraph g)
//输出邻接矩阵g
{int i,j;for (i=0; i<g.n; i++){for (j=0; j<g.n; j++)if (g.edges[i][j]==INF)printf("%3s","∞");elseprintf("%3d",g.edges[i][j]);printf("\n");}
}
void DispAdj(ALGraph *G)
//输出邻接表G
{int i;ArcNode *p;for (i=0; i<G->n; i++){p=G->adjlist[i].firstarc;printf("%3d: ",i);while (p!=NULL){printf("-->%d/%d ",p->adjvex,p->info);p=p->nextarc;}printf("\n");}
}

main.cpp:

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include "graph.h"int main()
{MGraph g1,g2;ALGraph *G1,*G2;int A[6][6]={{0,5,0,7,0,0},{0,0,4,0,0,0},{8,0,0,0,0,9},{0,0,5,0,0,6},{0,0,0,5,0,0},{3,0,0,0,1,0}};ArrayToMat(A[0], 6, g1);  //取二维数组的起始地址作实参，用A[0]，因其实质为一维数组地址，与形参匹配printf(" 有向图g1的邻接矩阵:\n");DispMat(g1);ArrayToList(A[0], 6, G1);printf(" 有向图G1的邻接表:\n");DispAdj(G1);MatToList(g1,G2);printf(" 图g1的邻接矩阵转换成邻接表G2:\n");DispAdj(G2);ListToMat(G1,g2);printf(" 图G1的邻接表转换成邻接邻阵g2:\n");DispMat(g2);printf("\n");return 0;
}

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