数据结构图的基本操作.docx

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数据结构图的基本操作

数据结构---图的基本操作

#include"stdio.h"

#include"malloc.h"

#defineMAX_VERTEX_NUM20

#defineOK1

#defineerror-1

#defineERROR0

#defineErrorInput-2

typedefintVertexType;

typedefintStatus;

intCHIOCE;//用来接收用户的选择

intVEXNUM,ARCNUM;//用来接收用户输入的顶点和弧数目

inti;

typedefstructArcNode

{

intadjvex;//该弧所指向的顶点的位置

structArcNode*nextarc;//指向下一条弧的指针

//InfoType*info;//相关信息

}ArcNode;

typedefstructVNode

{

VertexTypedata;//顶点信息（可放权值）

ArcNode*firstarc;//指向第一条依附该顶点的弧的指针

}VNode,AdjList[MAX_VERTEX_NUM];

typedefstruct

{

AdjListvertices;

intvexnum,arcnum;//vexcount;//图的当前顶点和弧数和顶点计数，count记录真实结点个数

intkind;//图的种类

}ALGraph;

typedefintElemType;

#defineNULL0

typedefintElemType;

typedefstructQNode

{

ElemTypedata;

structQNode*next;

}QNode,*QueuePtr;

typedefstruct

{

QueuePtrfront;

QueuePtrrear;

}LinkQueue;

boolInitQueue（LinkQueue&Q）

{

Q.front=Q.rear=（QueuePtr）malloc（sizeof（QNode））;

if（!

Q.front）returnfalse;

Q.front->next=NULL;

returntrue;

}

boolDestroyQueue（LinkQueue&Q）

{

while（Q.front）

{

Q.rear=Q.front->next;

free（Q.front）;

Q.front=Q.rear;

}

returntrue;

}

boolEnQueue（LinkQueue&Q,ElemTypedata）

{

QueuePtrp;

p=（QueuePtr）malloc（sizeof（QNode））;

if（!

p）returnfalse;

p->data=data;

p->next=NULL;

Q.rear->next=p;

Q.rear=p;

returntrue;

}

boolDeQueue（LinkQueue&Q,ElemType&data）

{

QueuePtrp;

if（Q.front==Q.rear）returnfalse;

p=Q.front->next;

data=p->data;

Q.front->next=p->next;

if（Q.rear==p）Q.rear=Q.front;

free（p）;

returntrue;

}

boolGetQueueTop（LinkQueueQ,ElemType&data）

{

if（Q.front==Q.rear）returnfalse;

data=（Q.front->next）->data;

returntrue;

}

boolQueueEmpty（LinkQueue&Q）

{

if（Q.front==Q.rear）returntrue;

returnfalse;

}

voidInitiateGraph（ALGraph*G）

{

inti;

G->vexnum=0;

G->arcnum=0;

for（i=0;i

{

G->vertices[i].firstarc=NULL;

}

}

/**********************在图G中第i个位置增添新顶点v*****************/

voidInsertVex（ALGraph*G,inti,VertexTypev）

{

if（i>=0&&i

{

G->vertices[i].data=v;//存储顶点数据元素vextex

G->vexnum++;//个数加1

}

else

printf（"顶点越界\n"）;

}

/***************************在图G中删除v*************************/

StatusDeleteVex（ALGraph&G,intv）

{//（事实上只是释放V-1处的空间并对v-1.data=-2做标记）

inti=0;

ArcNode*p,*q;

for（i=0;i

{

if（i==v）continue;

if（G.vertices[i].firstarc==NULL）continue;

if（G.vertices[i].firstarc->adjvex==v）

//如果v为该节点的第一个临界弧所指向的顶点位置

{

p=G.vertices[i].firstarc;

G.vertices[i].firstarc=p->nextarc;

free（p）;

G.arcnum--;

}

else

{//q用来记录前一个弧，p为当前弧

for（p=G.vertices[i].firstarc;p!

=NULL;q=p,p=p->nextarc）

{

if（p->adjvex==v）

{

q->nextarc=p->nextarc;

free（p）;

G.arcnum--;

break;//弧只有一条所以用break跳出

}

}

}

}

//*********************删除以v为弧尾的边***************

if（G.vertices[v].firstarc!

=NULL）

{

p=G.vertices[v].firstarc;

//p记录前一个弧

q=p->nextarc;

//q为当前弧

//G.vertices[v].firstarc=NULL;

while

（1）

{

free（p）;

G.arcnum--;

if（q==NULL）

{

break;

}

else

{

p=q;

q=q->nextarc;

}

}

}

/*********************从数组中删除v节点**************************/

for（i=v;i

G.vertices[i]=G.vertices[i+1];

G.vexnum--;

returnOK;

}

voidConnect（ALGraph&G,intv,intw）

{

ArcNode*p,*q;

if（G.vertices[v].firstarc==NULL）

{//如果是第一个节点为NULL，则直接建立

p=（ArcNode*）malloc（sizeof（ArcNode））;

p->adjvex=w;

p->nextarc=NULL;

G.vertices[v].firstarc=p;

}

else

{//如果不是NULL则进行遍历到最后一个弧

for（p=G.vertices[v].firstarc;p!

=NULL;q=p,p=p->nextarc）;

p=（ArcNode*）malloc（sizeof（ArcNode））;

p->adjvex=w;

p->nextarc=NULL;

q->nextarc=p;

}

}

/*****在G中增添弧，若G是无向的，则还增添对称弧*******/

intInsertArc（ALGraph&G,intv,intw）

{

if（v<0||v>=G.vexnum||w<0||w>=G.vexnum）

{

printf（"参数错误\n"）;

return0;

}

else

{

Connect（G,v,w）;

G.arcnum++;

if（G.kind==1）

{//如果是无向图则反向插入一个弧

Connect（G,w,v）;

G.arcnum++;

}

printf（"添加弧成功\n"）;

return1;

}

}

/*******************删除节点v和w间的弧***********************************/

StatusDelete（ALGraph&G,intv,intw）

{

ArcNode*p,*q;

if（G.vertices[v].firstarc->adjvex==（w））

//该弧是第一条依附顶点v的弧

{

p=G.vertices[v].firstarc;

G.vertices[v].firstarc=p->nextarc;

free（p）;

G.arcnum--;

returnOK;

}

else

{

//否则遍历找到这条弧

for（p=G.vertices[v].firstarc;（p->adjvex!

=w）&&（p->nextarc!

=NULL）;q=p,p=p->nextarc）;

if（p->adjvex==w）

{

q->nextarc=p->nextarc;

free（p）;

G.arcnum--;

returnERROR;

}

else

printf（"该弧不存在"）;returnOK;

}

}

/*****在G中删除弧，若G是无向的，则还删除对称弧*******/

StatusDeleteArc（ALGraph&G,intv,intw）

{

if（v<0||v>G.arcnum||w<0||w>G.arcnum）

{

printf（"参数错误"）;

returnERROR;

}

else

{

Delete（G,v,w）;

if（G.kind==1）

{

Delete（G,w,v）;

}

returnOK;

}

}

/***********若G中存在顶点u，则返回该顶点在图中位置；否//则返回其它信息*******/

intLocateVex（ALGraphG,intu）

{

inti=0;

while（（G.vertices[i].data!

=u）&&（i

//遍历数组G.vertices[]查找u

i++;

if（G.vertices[i].data==u）

returni;

else

returnERROR;

}

/***********返回v的值*******************************/

intGetVex（ALGraphG,intv）

{

if（v<0||v>G.arcnum）

{

printf（"参数错误"）;

returnERROR;

}

else

returnG.vertices[v].data;

}

//**********对v赋值value*******************************

StatusSetVex（ALGraph&G,intv,intval）

{

if（v<0||v>G.arcnum）

{

printf（"参数错误"）;

returnERROR;

}

else

{

G.vertices[v].data=val;

returnOK;

}

}

//******返回v的第一个邻接点。

若该顶点在G中没有邻//接点，//则返回-1******

intFirstAdjVex（ALGraphG,intv）

{

if（v<0||v>G.arcnum）

{

printf（"参数错误"）;

returnERROR;

}

else

{

if（G.vertices[v].firstarc!

=NULL）

returnG.vertices[v].firstarc->adjvex;

else

{

//printf（"来自FirstAdjVex函数：

顶点：

%d没有邻接顶点\n",v）;

returnerror;

}

}

}

//返回v的（相对于w的）下一个邻接点。

若w是v的最后一个邻接点，则返回"空"。

**

intNextAdjVex（ALGraph&G,intv,intw）

{

ArcNode*p;

if（v>G.vexnum||w>G.vexnum）

returnErrorInput;//输入值不正确返回-2

p=G.vertices[v].firstarc;

while（p!

=NULL）

{

if（p->adjvex!

=w）

{

p=p->nextarc;

continue;

}

else

break;

}

if（p==NULL）

{

//printf（"w不是v的邻接顶点"）;

returnerror;

}

else

{

if（p->nextarc!

=NULL）

return（p->nextarc->adjvex）;

else

{

//printf（"v邻接顶点w的下一个邻接顶点不存在"）;

returnerror;

}

}

}

//**************创建图函数**************************

StatusCreateALG（ALGraph&G）

{

ALGraph*Gpointer=&G;

inti=0;

intout,in;

printf（"请输入顶点（Vex）个数：

"）;

scanf（"%d",&VEXNUM）;

//G.vexcount=G.vexnum;

printf（"请输入弧（Arc）数：

"）;

scanf（"%d",&ARCNUM）;

printf（"请输入图的类型（0-有向图，1-无向图）:

"）;

scanf（"%d",&G.kind）;

InitiateGraph（Gpointer）;

//int*intarray=newint[G.vexnum];

for（i=0;i

{

InsertVex（Gpointer,i,i+1）;

//G.vertices[i].data=i+1;

//G.vertices[i].firstarc=NULL;

}

for（i=0;i

{

printf（"请输入弧（outint）：

"）;

scanf（"%d%d",&out,&in）;

if（!

InsertArc（G,out,in））

{

i--;

}

}

//if（G.kind==1）G.arcnum*=2;

returnOK;

}

//**************从顶点v起深度优先遍历图G**************

boolvisited[20];

voidDFS（ALGraphG,intv）

{

intw;

visited[v]=true;//访问第v个顶点

printf（"%d\t%d\n",v,G.vertices[v].data）;

for（w=FirstAdjVex（G,v）;w>=0;w=NextAdjVex（G,v,w））

{

if（!

visited[w]）DFS（G,w）;//对v的为访问的邻接顶点w递归调用DFS

}

}

voidDFSTraverse（ALGraphG）

{

for（i=0;i

{

if（G.vertices[i].data<0）

{

visited[i]=true;

}

visited[i]=false;

}

printf（"位置\t数据\t\n"）;

for（i=0;i

{

if（!

visited[i]）DFS（G,i）;

}

}

//****************从顶点v起广度优先遍历图G***********

voidBFSTraverse（ALGraphG）

{

intw=0;

for（i=0;i

{

if（G.vertices[i].data<0）

{

visited[i]=true;

}

visited[i]=false;

}

LinkQueueQ;

InitQueue（Q）;

printf（"位置\t数据\t\n"）;

for（i=0;i

{

if（!

visited[i]）

{

visited[i]=true;

printf（"%d\t%d\n",i,G.vertices[i].data）;

EnQueue（Q,i）;

while（!

QueueEmpty（Q））

{

DeQueue（Q,i）;

for（w=FirstAdjVex（G,i）;w>=0;w=NextAdjVex（G,i,w））

{

if（!

visited[w]）

{

visited[w]=true;

printf（"%d\t%d\n",w,G.vertices[w].data）;

EnQueue（Q,w）;

}

}

}

}

}

DestroyQueue（Q）;

}

StatusDestroyGraph（ALGraph&G）

{

intv=0;

for（v=0;v

{

DeleteVex（G,v+1）;

}

returnOK;

}

StatusPrintGraph（ALGraphG）

{

ArcNode*p;

inti=0;

printf（"位置\t数据\t顶点"）;

for（i=0;i

{

if（G.vertices[i].data<0）

{

continue;

}

printf（"%d\t",i）;

printf（"%d\t",G.vertices[i].data）;

if（G.vertices[i].firstarc!

=NULL）

{

for（p=G.vertices[i].firstarc;p!

=NULL;p=p->nextarc）

{

printf（"%d\t",p->adjvex）;

}

}

printf（"\n"）;

}

returnOK;

}

voidmain（）

{

intv,w,next;

ALGraphG;ALGraph*Gpointer=&G;

puts（"---------建立图-----------"）;

CreateALG（G）;

PrintGraph（G）;

printf（"执行退出操作请输入0\n"）;

printf（"执行插入顶点操作请输入1\n"）;

printf（"执行删除顶点操作请输入2\n"）;

printf（"执行插入弧操作请输入3\n"）;

printf（"执行删除弧操作请输入4\n"）;

printf（"执行查找顶点位置操作请输入5\n"）;

printf（"执行查找某位置顶点的值操作请输入6\n"）;

printf（"执行对某顶点赋值操作请输入7\n"）;

printf（"执行返回v的第一个邻接点操作请输入8\n"）;

printf（"执行返回v的（相对于w的）下一个邻接点,请输入零度摆渡KingEasternSun9\n"）;

printf（"执行从顶点v起深度优先遍历图操作请输入10\n"）;

printf（"执行从顶点v起广度优先遍历图操作请输入11\n"）;

printf（"请输入命令：

"）;

scanf（"%d",&CHIOCE）;

while（CHIOCE!

=0）

{

switch（CHIOCE）

{

case1:

//插入顶点

printf（"请输入要插入顶点的值\n"）;

scanf（"%d",&v）;

InsertVex（Gpointer,G.vexnum,v）;

PrintGraph（G）;

printf（"+++++++++++++++++++++++++++++++++\n"）;break;

case2:

//删除顶点

printf（"请输入要删除顶点的位置\n"）;

scanf（"%d",&v）;

DeleteVex（G,v）;

PrintGraph（G）;

printf（"+++++++++++++++++++++++++++++++++\n"）;break;

case3:

printf（"请输入要插入弧的两端顶点顶点\n"）;

printf（"请输入弧outint）：

"）;