C语言 数据结构 图的邻接矩阵存储 基本操作（附输入样例和讲解）
2024-05-17 14:15:39
代码参照了严蔚敏、吴伟民编写的数据结构（C语言版）。
部分内容参考了这位大佬：
https://blog.csdn.net/jeffleo/article/details/53326648
所有代码采用C语言编写。讲解请查看注释。
头文件及宏定义
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>#define INFINITY 0//最大值0，即两个顶点之间没有弧时的权值
#define MAX_VERTEX_NUM 20//最大顶点个数#define OK 1
#define Fail 0
#define False 0
#define True 1
#define Error 0;
typedef定义数据类型和结构体
typedef int VRType;
typedef int Status;
typedef char InfoType;
typedef char VertexType;typedef enum{DG,DN,UDG,UDN}GraphKind;//{有向图，有向网，无向图，无向网}
typedef struct ArcCell{VRType adj;//VRType是顶点关系类型。对无权图，用1和0表示相邻否；对带权图，则为权值类型InfoType *info;//该弧相关信息的指针
} ArcCell,AdjMatrix[MAX_VERTEX_NUM][MAX_VERTEX_NUM];typedef struct{VertexType vexs[MAX_VERTEX_NUM];//顶点向量 AdjMatrix arcs;//邻接矩阵 int vexnum,arcnum;//图的当前顶点数和弧数 GraphKind kind;//图的种类标志
}MGraph;
LocateVex
Status LocateVex(MGraph G, VertexType u){//找出顶点u在顶点数组vexs中的次序int i=0; for (i=0; i<G.vexnum; i++){if (G.vexs[i]==u)return i;}return False;
}
CreateGraph
Status CreateGraph(MGraph *G){//构造无向有权图 int i=0,j=0,k=0,w=0;printf("请输入图的顶点个数和弧数\n");fflush(stdin);scanf("%d",&G->vexnum);fflush(stdin);scanf("%d",&G->arcnum);printf("请输入所有顶点\n");for(i=0;i<G->vexnum;i++){fflush(stdin);//清空输入缓存区，否则会将上次输入结束后的回车符当成一个字符存入。下面同理 scanf("%c",&G->vexs[i]);//将所有的顶点读入数组vexs中进行存储 }for(i=0;i<G->vexnum;i++){//进行初始化，赋初值 for(j=0;j<G->vexnum;j++) {G->arcs[i][j].adj=INFINITY;G->arcs[i][j].info=NULL;}}char v1,v2;printf("请输入弧的两个顶点和权值\n");for(k=0;k<G->arcnum;k++){//对矩阵进行赋值 fflush(stdin);scanf("%c%c%d",&v1,&v2,&w);i=LocateVex(*G,v1);j=LocateVex(*G,v2);G->arcs[i][j].adj=w;//不输入信息，没有.info G->arcs[j][i].adj=w;//对称 }G->kind=UDN;return OK;
} Display
void Display(MGraph G)//打印矩阵
{int i=0,j=0; for (i = 0; i < G.vexnum; ++i)for (j = 0; j < G.vexnum; ++j){printf("%d ", G.arcs[i][j].adj);if ((j + 1) % G.vexnum == 0)printf("\n");}
}
Destory
Status Destory(MGraph *G){//销毁图 int i=0,j=0;for(i=0;i<G->vexnum;i++){for(j=0;j<G->vexnum;j++) {G->arcs[i][j].adj=INFINITY;G->arcs[i][j].info=NULL;}}G->vexnum=0;G->arcnum=0;
}
GetVex
Status GetVex(MGraph G,VertexType v){//返回图中顶点的值 int i=0; for (i=0; i<G.vexnum; i++){if (G.vexs[i]==v)return i;} return False;
}
PutVex
Status PutVex(MGraph *G,VertexType v,VertexType value){//将图中的顶点v改为顶点value int i=0; for (i=0; i<G->vexnum; i++){if (G->vexs[i]==v)G->vexs[i]=value;return OK;}return False;
}
FirstAdjVex
Status FirstAdjVex(MGraph G,VertexType v){//找出v的下一个邻接顶点 int i=0,j=0;i=LocateVex(G,v);for(j=0;j<G.vexnum;j++){if(G.arcs[i][j].adj!=INFINITY){//从头开始在存储顶点的数组寻找下一个v的邻接顶点return j; }}return Fail;
}
NextAdjVex
Status NextAdjVex(MGraph G,VertexType v,VertexType w){//找出v相对于w的下一个邻接顶点 int i=0,j=0,n=0;i=LocateVex(G,v);j=LocateVex(G,w);for(n=j+1;n<G.vexnum;n++){//从w的位置开始在存储顶点的数组寻找下一个v的邻接顶点 if(G.arcs[i][n].adj!=INFINITY){return n; }}return Fail;
}
InsertVex
Status InsertVex(MGraph *G,VertexType v){//插入顶点v int i=0;G->vexnum++;//更改存储顶点的数组 G->vexs[G->vexnum-1]=v;//更改矩阵for(i=0;i<G->vexnum;i++){//为矩阵最外层行、列的元素赋初始值 G->arcs[G->vexnum-1][i].adj=0;G->arcs[G->vexnum-1][i].info=NULL;G->arcs[i][G->vexnum-1].adj=0;G->arcs[i][G->vexnum-1].info=NULL;}return OK;
}DeleteVex
Status DeleteVex(MGraph *G,VertexType v){//删除顶点v int i=0,j=0,temp=0;i=LocateVex(*G,v);temp=i;//更改存储顶点的数组 for(temp;temp<G->vexnum;temp++){G->vexs[temp]=G->vexs[temp+1];//存储顶点的数组中向前移一位，覆盖要删除的顶点 }G->vexnum--;//更改矩阵for(j=0;j<G->vexnum+1;j++){//使矩阵中靠后位置的顶点前移，覆盖被删除的顶点for(i;i<G->vexnum+1;i++){G->arcs[j][i]=G->arcs[j][i+1];G->arcs[i][j]=G->arcs[i+1][j];}}for(i=0;i<G->vexnum;i++){//上一步前移完成后矩阵的最外层的行、列的数据应被清除 G->arcs[G->vexnum][i].adj=0;G->arcs[G->vexnum][i].info=NULL;G->arcs[i][G->vexnum].adj=0;G->arcs[i][G->vexnum].info=NULL;} return OK;
}
InsertArc
Status InsertArc(MGraph *G,VertexType v,VertexType w,VRType value){//增加顶点v和w之间的弧，权值为value int i=0,j=0;i=LocateVex(*G,v);j=LocateVex(*G,w);G->arcs[i][j].adj=value;G->arcs[i][j].info=NULL;G->arcs[j][i].adj=value;G->arcs[j][i].info=NULL;return OK;
}
DeleteArc
Status DeleteArc(MGraph *G,VertexType v,VertexType w){//删除顶点v和w之间的弧int i=0,j=0;i=LocateVex(*G,v);j=LocateVex(*G,w);G->arcs[i][j].adj=INFINITY;G->arcs[i][j].info=NULL;G->arcs[j][i].adj=INFINITY;G->arcs[j][i].info=NULL;return OK;
}
定义全局变量
int visited[MAX_VERTEX_NUM];//在DFS和BFS中用到
DFS
void DFS(MGraph G,int n){//从第n个顶点出发深度优先遍历图G int i;printf("%c", G.vexs[n]);visited[n]=True;for(i=0;i<G.vexnum;i++){if(G.arcs[n][i].adj!=INFINITY&&visited[i]==False) DFS(G,i);}
}
DFSTraverse
void DFSTraverse(MGraph G){//对图G进行深度优先遍历int i=0,n=0;for(i=0;i<G.vexnum;i++) visited[i]=False; //初始化标志数组 for(n=0;n<G.vexnum;n++){//因为图可能是非联通图，递归访问下一个顶点时可能会中断，因此需要从每一个顶点开始做深度优先遍历if(visited[n]==False)//判断是否被访问过,未被访问过时访问 DFS(G,n);}
}
BFS
void BFS(MGraph G,int n){//从第n个顶点出发广度优先遍历图Gint que[MAX_VERTEX_NUM],front=0,rear=0;int i=0,w=0; printf("%c", G.vexs[n]);visited[n]=True;//访问 rear=(rear+1)%MAX_VERTEX_NUM;//入队 que[rear]=n;while(front!=rear){//队列不空时 front=(front+1)%MAX_VERTEX_NUM;//出队 i=que[front];for(w=FirstAdjVex(G,G.vexs[i]);w!=Fail;w=NextAdjVex(G,G.vexs[i],G.vexs[w])){if(visited[w]==False){visited[w]=True;printf("%c", G.vexs[w]);//访问 rear=(rear+1)%MAX_VERTEX_NUM;//入队 que[rear]=w;}}}
}
BFSTraverse
void BFSTraverse(MGraph G){//对图G进行广度优先遍历int i=0,n=0;for(i=0;i<G.vexnum;i++) visited[i]=False; //初始化标志数组 for(n=0;n<G.vexnum;n++){//因为图可能是非联通图，递归访问下一个顶点时可能会中断，因此需要从每一个顶点开始做深度优先遍历if(visited[n]==False)//判断是否被访问过,未被访问过时访问 BFS(G,n);}
} 输入样例
很多函数被我注释掉了，需要使用的话自行取消注释。
int main(void){MGraph G;CreateGraph(&G);//Destory(&G);Display(G);//GetVex(G,'a');//FirstAdjVex(G,'c');//NextAdjVex(G,'b','c');//InsertArc(&G,'d','e',9);//DeleteArc(&G,'d','e'); //Display(G);printf("DFS:\n");DFSTraverse(G); printf("\nBFS:\n");BFSTraverse(G);
}
输入：
5
6
a
b
c
d
e
ab1
ad2
bc3
be4
cd5
ce6
输出结果
C语言 数据结构 图的邻接矩阵存储 基本操作（附输入样例和讲解）相关推荐
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