圖的存儲結構的實現(C/C++實現)

存檔：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define maxv 10
#define max 10
typedef char elem;
typedef int elemtype;
#include "queue.h"
#include "mgraph.h"
void main()
{
    mgraph g;
    printf("1.初始化函數測試:\n");
    initial(g);
    printf("2.創建函數測試:\n");
    create(g);
    printf("3.輸出函數測試:\n");
    printg(g);
    printf("4.輸出頂點度函數測試:\n");
    degree(g);
    printf("5.深度優先遍歷函數測試:\n");
    dfstraverse(g);
    printf("6.廣度優先遍歷函數測試:\n");
    bfs(g);
}

//有向圖的鄰接矩陣,頂點數據為字符型
typedef struct MGraph
{
    elem vexes[maxv];//頂點表
    int edges[maxv][maxv];//鄰接矩陣
    int n,e;//頂點數n和邊數e
}mgraph;
bool visited[maxv];//訪問標志數組
void initial(mgraph &g)//初始化函數
{
    int i,j;
    g.e=0;
    g.n=0;
    for(j=0;j<maxv;j++)
        g.vexes[j]=0;//建立頂點表
    for(i=0;i<maxv;i++)
    {
        for(j=0;j<maxv;j++)
        {
            g.edges[i][j]=0;//初始化鄰接矩陣
        }
    }
}
int locate(mgraph g,elem u)//查找頂點對應的數組下標值
{
    for(int i=0;i<g.n;i++)
    {
        if(g.vexes[i]==u)
            return i;
    }
    return -1;
}
void create(mgraph &g)//創建圖的鄰接矩陣存儲
{
    int i,j,k;
    elem u,v;
    printf("請輸入有向圖的頂點數:");
    scanf("%d",&g.n);
    printf("請輸入有向圖的弧數:");
    scanf("%d",&g.e);
    fflush(stdin);//清空緩存中的數據
    printf("請輸入字符型頂點數據,如ABCD:");
    for(j=0;j<g.n;j++)
        scanf("%c",&g.vexes[j]);//建立頂點表
    fflush(stdin);
    printf("請輸入弧的信息,格式:弧尾,弧頭\n");
    for(k=0;k<g.e;k++)
    {
        scanf("%c,%c",&u,&v);
        i=locate(g,u);
        j=locate(g,v);
        g.edges[i][j]=1;
        fflush(stdin);
    }
}
void printg(mgraph g)//輸出有向圖的鄰接矩陣
{
    int i,j;
    printf("輸入圖的鄰接矩陣存儲信息:\n");
    printf("頂點數據:\n");
    for(i=0;i<g.n;i++)
        printf("%d:%c\n",i,g.vexes[i]);
    printf("鄰接矩陣數據:\n");
    for(i=0;i<g.n;i++)
    {
        for(j=0;j<g.n;j++)
        {
            printf("%3d",g.edges[i][j]);
        }
        printf("\n");
    }
}
void degree(mgraph g)//輸出頂點的度
{
    int i,j,in,out;
    for(i=0;i<g.n;i++)
    {
        in=0;
        out=0;
        for(j=0;j<g.n;j++)
        {
            if(g.edges[i][j]!=0)
                out++;
            if(g.edges[j][i]!=0)
                in++;
        }
        printf("頂點%c的出度為%d---入度為%d---度為%d\n",g.vexes[i],out,in,in+out);
    }
}
int firstadjvex(mgraph g,int v)//頂點v的第一個鄰接頂點
{
    for(int i=0;i<g.n;i++)
    {
        if(g.edges[v][i]==1)
            return i;
    }
    return -1;
}
int nextadjvex(mgraph g,int v,int w)//頂點v的相對於w的下一個鄰接頂點
{
    for(int i=w+1;i<g.n;i++)
    {
        if(g.edges[v][i]==1)
            return i;
    }
    return -1;
}
void dfs(mgraph g,int v)//遍歷一個連通分量
{
    int w;
    visited[v]=true;
    printf("%c ",g.vexes[v]);
    for(w=firstadjvex(g,v);w>=0;w=nextadjvex(g,v,w))
    {
        if(!visited[w])
            dfs(g,w);
    }
}
void dfstraverse(mgraph g)//深度優先遍歷
{
    int v;
    for(v=0;v<g.n;v++)
        visited[v]=false;//標志訪問數組初始化
    for(v=0;v<g.n;v++)
    {
        if(!visited[v])
            dfs(g,v);
    }
}
void bfs(mgraph g)//廣度優先遍歷
{
    int u=0,v=0,w=0;
    queue q;
    for(v=0;v<g.n;v++)
        visited[v]=false;
    initqueue(q);
    for(v=0;v<g.n;v++)
    {
        if(!visited[v])
        {
            visited[v]=true;
            printf("%c ",g.vexes[v]);
            enqueue(q,v);
            while(!queueempty(q))
            {
                dequeue(q,u);
                for(w=firstadjvex(g,u);w>=0;w=nextadjvex(g,u,w))
                {
                    if(!visited[w])
                    {
                        visited[w]=true;
                        printf("%c ",g.vexes[w]);
                        enqueue(q,w);
                    }
                }
            }
        }
    }
    destroyqueue(q);
}

typedef struct
{
    elemtype *base;//動態分配存儲空間
    int front;//頭指針,若隊列不空指向隊列頭元素
    int rear;//尾指針,若隊列不空指向隊列尾元素的下一個位置
}queue;
void initqueue(queue &q)//初始化隊列
{
    q.base=new elemtype[max];//分配存儲空間
    if(!q.base)
    {
        printf("隊列分配失敗\n");
        exit(-2);
    }
    else 
        q.front=q.rear=0;
}
int queueempty(queue q)//判斷隊列是否為空
{
    if(q.front==q.rear)
        return 1;
    else 
        return 0;
}
void enqueue(queue &q,elemtype e)//入隊列操作
{
    if((q.rear+1)%max==q.front)
    {
        printf("隊滿,無法插入新元素!\n");
        exit(-2);
    }
    else
    {
        q.base[q.rear]=e;
        q.rear=(q.rear+1)%max;
    }
}
void dequeue(queue &q,elemtype e)//出隊列操作
{
    if(q.front==q.rear)//判斷隊列是否為空
    {
        printf("空隊列,無法刪除頭元素!\n");
        exit(-2);
    }
    else
    {
        e=q.base[q.front];
        q.front=(q.front+1)%max;
    }
}
void destroyqueue(queue &q)//銷毀隊列
{
    free(q.base);
    q.base=NULL;
    q.front=0;
    q.rear=0;
    printf("\n");
}

運行結果如下：