邻接矩阵表示的带权有向图网演示程序.docx
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邻接矩阵表示的带权有向图网演示程序
班级:
信息1102XX：
贾孟涛
========实习报告十四“邻接矩阵表示的带权有向图（网）”演示程序==========
（一）、程序的功能和特点
该程序可以建立有向图的带权邻接矩阵，能够对建立的邻接矩阵进行添加顶点，添加边和删除顶点，删除边的操作，并能显示输出邻接矩阵。
该程序的特点是采用java面向对象语言，对边，顶点和邻接矩阵用类进行封装。
采用链式存储结构。
（二）、程序的算法设计
算法一：
“插入一个顶点”算法：
1.【逻辑结构与存储结构设计】
逻辑结构：
线性结构。
存储结构：
顺序存储与链式存储结合。
2.【基本操作设计】
文字说明：
创建新结点，找到结点L位置，在 L后插入新结点。
3.【算法设计】
文字说明：
（1）.首先判断顶点表是否满。
（2）.若满则插入失败，放回false。
（3）.顶点表若不满，创建新顶点，将新顶点加入顶点表。
（4）.插入顶点成功，返回true。
4.【高级语言代码】
//插入一个顶点
publicintInsertVertex（charvertex）{
if（IsGraphFull（））return-1;//插入失败
//顶点表增加一个元素
VerticesList[CurrentVertices]=vertex;
//邻接矩阵增加一行一列
for（intj=0;j<=CurrentVertices;j++）{
Edge[CurrentEdges][j]=MaxValue;
Edge[j][CurrentEdges]=MaxValue;
}
Edge[CurrentEdges][CurrentEdges]=0;
CurrentVertices++;
returnCurrentVertices;//插入位置
}
算法二：
“插入一条边”算法：
1.【逻辑结构与存储结构设计】
逻辑结构：
线性结构。
存储结构：
链式存储结构。
3.【基本操作设计】
文字说明：
创建新边结点，再将新创建的边结点插入图中。
4.【算法设计】
文字说明：
（1）.首先判断插入边上的两个顶点编号是否越界。
if（v1<0||v1>CurrentVertices-1） return false;
if（v2<0||v2>CurrentVertices-1） return false;
（2）.如果越界则插入失败，返回false。
（3）.否则创建新边结点
（4）.再将新创建的边结点插入图中
（5）.插入成功返回true。
4.【高级语言代码】
//插入一个边
publicbooleanInsertEdge（intv1,intv2,doubleweight）{
if（v1<0||v1>CurrentVertices-1）
returnfalse;//出错
if（v2<0||v2>CurrentVertices-1）
returnfalse;
Edge[v1][v2]=weight;//网,有向边
returntrue;
}
（三）、程序中类的设计
“Graph”类：
1.【逻辑结构与存储结构】
逻辑结构：
网状结构。
存储结构：
顺序存储与链式存储结合。
2.【主要成员变量说明】
staticintMaxEdges=50;
staticintMaxVertices=10;
staticdoubleMaxValue=9999.9;//无穷大
//存放顶点的数组
privatecharVerticesList[]=newchar[MaxVertices];
//邻接矩阵（存放两个顶点权值）
privatedoubleEdge[][]=newdouble[MaxVertices][MaxVertices];
privateintCurrentEdges;//现有边数
privateintCurrentVertices;//现有顶点数
//构造函数：
建立空的邻接矩阵
3.【主要成员方法说明】
publicGraph（）：
为定义的构造函数，建立空的邻接矩阵。
publicintFindVertex（charvertex）：
查找指定的顶点的序号
publicbooleanIsGraphEmpty（）：
判断图是否为空。
public boolean IsGraphFull （ ）：
判断图是否为满。
public char GetValue （ int i ）：
按顶点序号返回顶点数据。
public int NumberOfVertices （ ）：
返回图的顶点数。
public int NumberOfEdges （ ）：
返回图的边数。
publicdoubleGetWeight（intv1,intv2）：
取得一条边的权值。
publicintGetFirstNeighbor（intv）：
取得第一个邻接点的序号
public int InsertVertex （ char vertex ）：
插入一个顶点。
public boolean RemoveVertex （ int v ）：
删除一个顶点。
public boolean InsertEdge （ int v1,int v2,double weight ）：
插入一条边。
public boolean RemoveEdge （ int v1, int v2 ）：
删除一条边。
public void display（）：
显示邻接矩阵。
4.【高级语言代码】
//“邻接矩阵”类
classGraph{
staticintMaxEdges=50;
staticintMaxVertices=10;
staticdoubleMaxValue=9999.9;//无穷大
//存放顶点的数组
privatecharVerticesList[]=newchar[MaxVertices];
//邻接矩阵（存放两个顶点权值）
privatedoubleEdge[][]=newdouble[MaxVertices][MaxVertices];
privateintCurrentEdges;//现有边数
privateintCurrentVertices;//现有顶点数
//构造函数：
建立空的邻接矩阵
publicGraph（）{
for（inti=0;ifor（intj=0;jif（i==j）
Edge[i][j]=0;//对角线
else//非对角线上无穷大
Edge[i][j]=MaxValue;
CurrentEdges=0;//现有边数
CurrentVertices=0;//现有顶点数
}
//查找指定的顶点的序号
publicintFindVertex（charvertex）{
//在顶点数组里面查找
for（inti=0;iif（VerticesList[i]==vertex）
returni;//返回下标
return-1;//没有找到
}
//图空否？
publicbooleanIsGraphEmpty（）{
returnCurrentVertices==0;
}
//图满否？
publicbooleanIsGraphFull（）{
returnCurrentVertices==MaxVertices||
CurrentEdges==MaxEdges;
}
//取得顶点数
publicintNumberOfVertices（）{
returnCurrentVertices;
}
//取得边数
publicintNumberOfEdges（）{
returnCurrentEdges;
}
//按序号取得顶点值
publiccharGetValue（inti）{
returni>=0&&i<=CurrentVertices-1
?
VerticesList[i]:
'';
}
//取得一条边的权值
publicdoubleGetWeight（intv1,intv2）{
if（v1<0||v1>CurrentVertices-1）
return-1.0;//用-1表示出错
if（v2<0||v2>CurrentVertices-1）
return-1.0;
returnEdge[v1][v2];
}
//取得第一个邻接点的序号
publicintGetFirstNeighbor（intv）{
if（v<0||v>CurrentVertices-1）
return-1;//用-1表示出错
//邻接矩阵的行号和列号是两个邻接点的序号
for（intcol=0;colif（Edge[v][col]>0&&//自身
Edge[v][col]returncol;
return-1;//无邻接点
}
//插入一个顶点
publicintInsertVertex（charvertex）{
if（IsGraphFull（））return-1;//插入失败
//顶点表增加一个元素
VerticesList[CurrentVertices]=vertex;
//邻接矩阵增加一行一列
for（intj=0;j<=CurrentVertices;j++）{
Edge[CurrentEdges][j]=MaxValue;
Edge[j][CurrentEdges]=MaxValue;
}
Edge[CurrentEdges][CurrentEdges]=0;
CurrentVertices++;
returnCurrentVertices;//插入位置
}
//插入一个边
publicbooleanInsertEdge（intv1,intv2,doubleweight）{
if（v1<0||v1>CurrentVertices-1）
returnfalse;//出错
if（v2<0||v2>CurrentVertices-1）
returnfalse;
Edge[v1][v2]=weight;//网,有向边
returntrue;
}
//删除一个顶点
publicbooleanRemoveVertex（intv）{
if（v<0||v>CurrentVertices-1）
returnfalse;//出错
//修改顶点表
for（inti=v+1;iVerticesList[i-1]=VerticesList[i];
//修改邻接矩阵
intk=0;//累计将要删去的边数
for（inti=0;iif（Edge[v][i]>0&&//自身
Edge[v][i]k++;//第v行
for（inti=0;iif（Edge[i][v]>0&&//自身
Edge[i][v]k++;//第v列
//覆盖第v行
intj;
for（inti=v+1;ifor（j=0;jEdge[i-1][j]=Edge[i][j];
//覆盖第v列
for（j=v+1;jfor（inti=0;iEdge[i][j-1]=Edge[i][j];
CurrentVertices--;//修改顶点数
CurrentEdges-=k;//修改边数
returntrue;
}
//删除一个边
publicbooleanRemoveEdge（intv1,intv2）{
if（v1<0||v1>CurrentVertices-1）
returnfalse;//用-1表示出错
if（v2<0||v2>CurrentVertices-1）
returnfalse;
if（v1==v2）returnfalse;
Edge[v1][v2]=MaxValue;//网,无路径
returntrue;
}
//打印邻接矩阵
publicvoiddisplay（）{
inti,j;
System.out.println（"顶点表"）;
for（i=0;iSystem.out.print（VerticesList[i]+""）;
System.out.println（'\n'+"邻接矩阵"）;
for（i=0;ifor（j=0;jif（Edge[i][j]==MaxValue）
System.out.print（''+""）;
else
System.out.print（Edge[i][j]+""）;
System.out.println（）;
}
}
//主函数
publicstaticvoidmain（String[]args）{
GraphG=newGraph（）;//邻接矩阵
//准备有向图（网）数据
charc[]={'A','B','C','D','E','F'};//顶点
intv[][]={//弧
{0,1},{0,3},{1,2},{2,3},{4,5},
{1,3},{2,4},{3,5},{4,3},{2,5}
};
doublee[]={2.3,3.6,6.5,2.5,1.7,
0.8,7.2,9.1,5.2,1.3};//权
//插入顶点
for（inti=0;i<6;i++）
G.InsertVertex（c[i]）;
//插入弧
for（inti=0;i<10;i++）
G.InsertEdge（v[i][0],v[i][1],e[i]）;
//打印输出
G.display（）;
//删除一个顶点
G.RemoveVertex（3）;
G.display（）;
//删除一条边
G.RemoveEdge（2,4）;
G.display（）;
}//main方法结束
}//“邻接矩阵”类结束
（四）、程序的输入输出和运行结果截屏
运行结果如下图所示
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