【算法導論】--C++實現隨機生成100個頂點的無向圖和有向圖

一、題目

算法實驗一（主要是為之后的圖算法做前期准備工作）

->生成100個頂點的圖，隨機生成頂點

->無向圖大約1000條邊

->有向圖大約2000條邊

->計算每個頂點的度

->首先默認每條邊的權重為1，隨之后的實驗內容再進行修改

二、實現

使用鄰接矩陣的方式存儲該圖。

三、代碼（具體解釋都在注釋中）

/*****************************************************************************
*算法實驗一;
*->生成100個頂點的圖，隨機生成頂點
*->無向圖大約1000條邊
*->有向圖大約2000條邊
*->計算每個頂點的度
*****************************************************************************/
#include<iostream>
#include<cmath>
#include<ctime>
using namespace std;

#define maxvertexnum 100 /*最大頂點數設為100*/
#define infinity 2147483647 /*當兩點不連通時，則它們之間距離為最大值*/
typedef int vertextype;/*頂點的類型為整型*/
typedef int edgetype;/*邊的權重為整形*/

enum GraphType{DG,UG};/*有向圖，無向圖*/
struct MGraph//鄰接矩陣表示法的結構和類型聲明
{
    vertextype V[maxvertexnum];//頂點集
    edgetype E[maxvertexnum][maxvertexnum];//邊集
    int n,e;//頂點數，邊數
    enum GraphType GType;//設定圖的類型
};

int randomnum()//返回一個0-99之間的隨機數
{
    int a;
    //srand(time(NULL));//設置隨機數種子，使每次運行獲取的隨機數不同
    a=rand()%100;

    return a;
}
int* countedge(MGraph *G)//函數返回一個數組
{
    int i,j,countnum=0;
    int *sum=new int[100];
    for(i=0;i<G->n;i++)
    {
        countnum=0;//到達下一個頂點時置0
        for(j=0;j<G->n;j++)
        {
            if(G->E[i][j]==1)
            {
                countnum+=1;
                sum[i]=countnum;//計算每一個頂點的度
            }
        }
    }
    return sum;
}

void CreateMGraphUG(MGraph *G)//生成無向圖
{
    int i,j,k,w;
    G->GType=UG;//無向圖
    G->n=100;
    G->e=1000;
    for(i=0;i<G->n;i++)
    {
        G->V[i]=i;//為每個頂點都編號從0-99
    }

    for(i=0;i<G->n;i++)
    {
        for(j=0;j<G->n;j++)
        {
            G->E[i][j]=0;//初始化鄰接矩陣
        }
    }

    for(k=0;k<G->e;k++)
    {
        i=randomnum();//隨機生成任意兩頂點
        j=randomnum();
        //cout<<i<<" "<<j<<"\t";
        G->E[i][j]=1;//建立鄰接矩陣，邊的權重都為1
        G->E[j][i]=1;//因為是無向圖，所以要對稱
    }

}

void CreateMGraphDG(MGraph *G)//生成有向圖
{
    int i,j,k,w;
    G->GType=DG;//有向圖
    G->n=100;
    G->e=2000;
    for(i=0;i<G->n;i++)
    {
        G->V[i]=i;//為每個頂點都編號從0-99
    }

    for(i=0;i<G->n;i++)
    {
        for(j=0;j<G->n;j++)
        {
            G->E[i][j]=infinity;//初始化鄰接矩陣
        }
    }

    for(k=0;k<G->e;k++)
    {
        i=randomnum();//隨機生成任意兩頂點
        j=randomnum();
        G->E[i][j]=1;//建立鄰接矩陣，邊的權重都為1
    }

}

int main()
{
    MGraph *UGG=new MGraph;//無向圖
    MGraph *DGG=new MGraph;//有向圖
    int *ug=new int[100];
    int *dg=new int[100];

    cout<<"在無向圖中"<<endl;
    CreateMGraphUG(UGG);
    ug=countedge(UGG);
    for(int i=0;i<100;i++)
    {
        cout<<"頂點 【"<<UGG->V[i]<<"】的度為"<<ug[i]<<endl;
    }

    cout<<"在有向圖中"<<endl;
    CreateMGraphUG(DGG);
    dg=countedge(DGG);
    for(int i=0;i<100;i++)
    {
        cout<<"頂點 【"<<DGG->V[i]<<"】的度為"<<dg[i]<<endl;
    }

    return 0;
}

上述代碼還有很多需要改進之處，期待指正和探討。

於2017年4月3日編輯完成。