山东大学数据结构实验报告八.docx

山东大学数据结构实验报告八.docx

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山东大学数据结构实验报告八

山东大学软件工程学院

数据结构课程实验报告

学号：

姓名：

班级：

软件工程2014级2班

实验题目：

图的操作

实验学时：

实验日期：

2015.12.9

实验目的：

掌握图的基本概念，描述方法；遍历方法。

硬件环境：

实验室

软件环境：

VistualStudio2013

实验步骤与内容：

实验内容：

1、创建图类。

二叉树的存储结构使用邻接矩阵或链表。

2、提供操作:

遍历、BFS、DFS

3、对建立好的图，执行上述各操作。

4、输出生成树。

5、输出最小生成树。

代码体：

Adjacencywdigraph.h

#ifndefADJACENCYWDIGRAPH_H

#defineADJACENCYWDIGRAPH_H

classAdjacencyWDigraph{

friendclassAdjacencyWGraph;

public:

AdjacencyWDigraph（intVertices=10,intnoEnge=0）;

~AdjacencyWDigraph（）;

boolExist（inti,intj）const;

intEdges（）const{returne;}

intVertices（）const{returnn;}

AdjacencyWDigraph&Add（inti,intj,constint&w=1）;

AdjacencyWDigraph&Delete（inti,intj）;

intOutDegree（inti）const;

intInDegree（inti）const;

voidInitializePos（）{pos=newint[n+1];}

voidDeactivatePos（）{delete[]pos;}

intBegin（inti）;

intNextVertex（inti）;

voidBFS（intv,intreach[],intlabel=1）;

voidDFS（intv,intreach[],intlabel=1）;

boolConnected（int&x）;

int**SpanningTree（）;

int**SpanningMinTree（）;

voidOutPut（）;

private:

intMinNum（）;

intMin（intv,intreach[]）;

boolConnecting（inti）;

voiddfs（intv,intreach[],intlabel）;

intNoEdge,n,e;

int**a;

int*pos;

};

#endif

Adjacencywdigraph.cpp

#include

#include

usingnamespacestd;

#include"adjacencywdigraph.h"

AdjacencyWDigraph:

:

AdjacencyWDigraph（intVertices,intnoEdge）{

n=Vertices;

e=0;

NoEdge=noEdge;

a=newint*[n+1];

for（inti=1;i<=n;i++）

a[i]=newint[n+1];

for（inti=1;i<=n;i++）

for（intj=1;j<=n;j++）

a[i][j]=NoEdge;

}

AdjacencyWDigraph:

:

~AdjacencyWDigraph（）{

for（inti=1;i<=n;i++）

delete[]a[i];

delete[]a;

}

boolAdjacencyWDigraph:

:

Exist（inti,intj）const{

if（i<1||j<1||i>n||j>n||a[i][j]==NoEdge）

returnfalse;

returntrue;

}

AdjacencyWDigraph&AdjacencyWDigraph:

:

Add（inti,intj,constint&w）{

if（i<1||j<1||i>n||j>n）

cout<<"错误!

点"<

elseif（a[i][j]!

=NoEdge）

cout<<"错误!

该边已存在,无法再添加"<

else{

a[i][j]=w;

e++;

}

return*this;

}

AdjacencyWDigraph&AdjacencyWDigraph:

:

Delete（inti,intj）{

if（i<1||j<1||i>n||j>n||a[i][j]==NoEdge）

cout<<"错误!

该边不存在,无法删除"<

else{

a[i][j]=NoEdge;

e--;

}

return*this;

}

intAdjacencyWDigraph:

:

OutDegree（inti）const{

if（i<1||i>n）{

cout<<"错误,该点不存在!

"<

return0;

}

else{

intsum=0;

for（intj=1;j<=n;j++）

if（a[i][j]!

=NoEdge）

sum++;

returnsum;

}

}

intAdjacencyWDigraph:

:

InDegree（inti）const{

if（i<1||i>n）{

cout<<"错误,该点不存在!

"<

return0;

}

else{

intsum=0;

for（intj=1;j<=n;j++）

if（a[j][i]!

=NoEdge）

sum++;

returnsum;

}

}

intAdjacencyWDigraph:

:

Begin（inti）{

if（i<1||i>n）{

cout<<"错误,该点不存在!

"<

return0;

}

else{

for（intj=1;j<=n;j++）

if（a[i][j]!

=NoEdge）{

pos[i]=j;

returnj;

}

pos[i]=n+1;

return0;

}

}

intAdjacencyWDigraph:

:

NextVertex（inti）{

if（i<1||i>n）{

cout<<"错误,该点不存在!

"<

return0;

}

else{

for（intj=pos[i]+1;j<=n;j++）

if（a[i][j]!

=NoEdge）{

pos[i]=j;

returnj;

}

pos[i]=n+1;

return0;

}

}

voidAdjacencyWDigraph:

:

BFS（intv,intreach[],intlabel）{

if（v<1||v>n）{

cout<<"错误,该点不存在!

"<

return;

}

queueq;

InitializePos（）;

reach[v]=label;

q.push（v）;

while（!

q.empty（））{

intw=q.front（）;

q.pop（）;

intu=Begin（w）;

while（u）{

if（!

reach[u]）{

q.push（u）;

reach[u]=label;

}

u=NextVertex（w）;

}

}

DeactivatePos（）;

}

voidAdjacencyWDigraph:

:

dfs（intv,intreach[],intlabel）{

reach[v]=label;

intu=Begin（v）;

while（u）{

if（!

reach[u]）

dfs（u,reach,label）;

u=NextVertex（v）;

}

}

voidAdjacencyWDigraph:

:

DFS（intv,intreach[],intlabel）{

if（v<1||v>n）{

cout<<"错误,该点不存在!

"<

return;

}

InitializePos（）;

dfs（v,reach,label）;

DeactivatePos（）;

}

voidAdjacencyWDigraph:

:

OutPut（）{

for（inti=1;i<=n;i++）{

for（intj=1;j<=n;j++）

cout<

cout<

}

}

boolAdjacencyWDigraph:

:

Connecting（inti）{

int*reach=newint[n+1];

for（intj=1;j<=n;j++）

reach[j]=0;

BFS（i,reach,1）;

for（intj=1;j<=n;j++）

if（!

reach[j]）{

delete[]reach;

returnfalse;

}

delete[]reach;

returntrue;

}

boolAdjacencyWDigraph:

:

Connected（int&x）{

bool*flag=newbool[n+1];

for（inti=1;i<=n;i++）

flag[i]=Connecting（i）;

for（inti=1;i<=n;i++）

if（flag[i]）{

x=i;

returntrue;

}

returnfalse;

}

intAdjacencyWDigraph:

:

Min（intv,intreach[]）{

intk=0,min=0;

for（inti=1;i<=n;i++）{

if（!

reach[i]&&a[v][i]!

=NoEdge&&!

min）{

k=i;

min=a[v][i];

}

elseif（!

reach[i]&&a[v][i]!

=NoEdge&&min>a[v][i]）{

k=i;

min=a[v][i];

}

}

returnk;

}

int**AdjacencyWDigraph:

:

SpanningTree（）{

intx;

if（!

Connected（x））{

cout<<"该图不是连通图,无法生成树!

"<

return0;

}

else{

InitializePos（）;

queueq;

int**b=newint*[n+1];

for（inti=1;i<=n;i++）

b[i]=newint[n+1];

for（inti=1;i<=n;i++）

for（intj=1;j<=n;j++）

b[i][j]=0;

int*reach=newint[n+1];

for（inti=1;i<=n;i++）

reach[i]=0;

reach[x]=1;

q.push（x）;

while（!

q.empty（））{

intw=q.front（）;

q.pop（）;

intu=Begin（w）;

while（u）{

if（!

reach[u]）{

q.push（u）;

b[w][u]=a[w][u];

reach[u]=1;

}

u=NextVertex（w）;

}

}

delete[]reach;

DeactivatePos（）;

returnb;

}

}

intAdjacencyWDigraph:

:

MinNum（）{

intk=0,m=0;

for（inti=1;i<=n;i++）{

if（Connecting（i））{

intmin=0;

for（intj=1;j<=n;j++）{

if（a[i][j]!

=NoEdge&&!

min）{

min=a[i][j];

}

elseif（a[i][j]!

=NoEdge&&min>a[i][j]）{

min=a[i][j];

}

}

if（m&&m>min）{

m=min;

k=i;

}

elseif（!

m）{

m=min;

k=i;

}

}

}

returnk;

}

int**AdjacencyWDigraph:

:

SpanningMinTree（）{

intx;

if（!

Connected（x））{

cout<<"该图不是连通图,无法生成树!

"<

return0;

}

else{

int**b=newint*[n+1];

for（inti=1;i<=n;i++）

b[i]=newint[n+1];

for（inti=1;i<=n;i++）

for（intj=1;j<=n;j++）

b[i][j]=0;

int*reach=newint[n+1];

for（inti=1;i<=n;i++）

reach[i]=0;

x=MinNum（）;

reach[x]=1;

intk1,k2,z,min=1;

while（min）{

min=0;

for（inti=1;i<=n;i++）

if（reach[i]）{

k2=Min（i,reach）;

if（k2&&!

min）{

min=a[i][k2];

z=i;

k1=k2;

}

elseif（k2&&min>a[i][k2]）{

min=a[i][k2];

z=i;

k1=k2;

}

}

reach[k1]=1;

b[z][k1]=a[z][k1];

}

delete[]reach;

returnb;

}

}

Adjacencywgraph.h

#ifndefADJACENCYWGRAPH_H

#defineADJACENCYWGRAPH_H

#include"adjacencywdigraph.h"

classAdjacencyWGraph:

publicAdjacencyWDigraph{

public:

AdjacencyWGraph（intVertices=10,intnoEdge=0）:

AdjacencyWDigraph（Vertices,noEdge）{}

AdjacencyWGraph&Add（inti,intj,constint&w=1）;

AdjacencyWGraph&Delete（inti,intj）;

intDegree（inti）{returnOutDegree（i）;}

boolConnected（）;

int**SpanningTree（）;

int**SpanningMinTree（）;

intMinNum（）;

};

#endif

Adjacencywgraph.cpp

#include

#include

usingnamespacestd;

#include"adjacencywgraph.h"

AdjacencyWGraph&AdjacencyWGraph:

:

Add（inti,intj,constint&w）{

if（i<1||j<1||i>n||j>n）

cout<<"错误!

点"<

elseif（a[i][j]!

=NoEdge）

cout<<"错误!

该边已存在,无法再添加"<

else{

a[i][j]=w;

a[j][i]=w;

e++;

}

return*this;

}

AdjacencyWGraph&AdjacencyWGraph:

:

Delete（inti,intj）{

if（i<1||j<1||i>n||j>n||a[i][j]==NoEdge）

cout<<"错误!

该边不存在,无法删除"<

else{

a[i][j]=NoEdge;

a[j][i]=NoEdge;

e--;

}

return*this;

}

boolAdjacencyWGraph:

:

Connected（）{

int*reach=newint[n+1];

for（inti=1;i<=n;i++）

reach[i]=0;

BFS（1,reach,1）;

for（inti=1;i<=n;i++）

if（!

reach[i]）

returnfalse;

returntrue;

}

int**AdjacencyWGraph:

:

SpanningTree（）{

if（!

Connected（））{

cout<<"该图不是连通图,无法生成树!

"<

return0;

}

else{

InitializePos（）;

queueq;

int**b=newint*[n+1];

for（inti=1;i<=n;i++）

b[i]=newint[n+1];

for（inti=1;i<=n;i++）

for（intj=1;j<=n;j++）

b[i][j]=0;

int*reach=newint[n+1];

for（inti=1;i<=n;i++）

reach[i]=0;

reach[1]=1;

q.push

（1）;

while（!

q.empty（））{

intw=q.front（）;

q.pop（）;

intu=Begin（w）;

while（u）{

if（!

reach[u]）{

q.push（u）;

b[w][u]=b[u][w]=a[w][u];

reach[u]=1;

}

u=NextVertex（w）;

}

}

DeactivatePos（）;

delete[]reach;

returnb;

}

}

intAdjacencyWGraph:

:

MinNum（）{

intd=0,e=0,min=0;

for（inti=1;i<=n;i++）{

for（intj=1;j<=n;j++）{

if（a[i][j]!

=NoEdge&&!

min）{

min=a[i][j];

d=i;

e=j;

}

elseif（a[i][j]!

=NoEdge&&a[i][j]

min=a[i][j];

d=i;

e=j;

}

}

}

returnd;

}

int**AdjacencyWGraph:

:

SpanningMinTree（）{

if（!

Connected（））{

cout<<"该图不是连通图,无法生成树!

"<

return0;

}

else{

int**b=newint*[n+1];

for（inti=1;i<=n;i++）

b[i]=newint[n+1];

for（inti=1;i<=n;i++）

for（intj=1;j<=n;j++）

b[i][j]=0;

int*reach=newint[n+1];

for（inti=