数据结构的图的广度优先搜索实验报告郭治民.docx
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数据结构的图的广度优先搜索实验报告郭治民
深圳大学实验报告
课程名称：
数据结构实验与课程设计
实验项目名称：
图的广度优先搜索
学院：
计算机与软件学院
专业：
计算机科学与技术
********
报告人：
郭治民学号：
**********班级：
3
实验时间：
2012-11-05
实验报告提交时间：
2012-11-06
教务部制
一、实验目的与要求：
1、实验目的
掌握图结构的说明、创建以及图的存储表示（邻接表）
掌握队列的定义、插入、删除、清空、判空方式
掌握广度优先搜索算法原理
掌握广度优先搜索算法的编程实现方法
2、实验要求
熟悉C++语言编程
熟悉队列的操作原理
图的存储表示
熟悉广度优先搜索算法原理
熟练使用C++语言，实现广度优先搜索算法
二、实验内容：
1、问题描述
给定一个结点（始点），从它开始，对（连通）图中其它结点进行广度优先搜索。
2、图的广度优先搜索算法
所有顶点访问标志visited[]设置为FALSE,从某顶点v0开始，访问v0，visited[v0]=TRUE,将v0插入队列Q
（1）如果队列Q不空，则从队列Q头上取出一个顶点v，否则结束
（2）依次找到顶点v的所有相邻顶点v’，如果visited[v’]=TRUE
（3）重复
（1），
（2）
3、输入
第一行：
样本顶点个数，假设为n
第二行，n个顶点（用空格隔开）
第三行，图中边（或弧）的数目
第四行开始，每一行是边（弧）的两个顶点（用空格隔开）
4、输入样本
5、输出
广度优先搜索的顶点序列（用空格隔开，回车前无空格）
6、输出样本
三、实验步骤与过程：
1、图的定义
2、找到顶点字符在邻接表中对应的序号
3、将一个新的边插入到邻接表中
4、创建图的邻接表
5、显示邻接表
6、队列定义
7、清空队列
8、在队列中插入一个数据元素
9、在队列中删除一个数据元素
10、判断队列是否为空
11、图的广度优先搜索函数
12、主函数
代码：
#include"stdio.h"
#include"stdlib.h"
typedefcharDataType;
#defineMaxSize100
#defineMaxVertices10
#defineMaxEdges100
#defineMaxWeight10000
typedefstruct
{
DataTypelist[MaxSize];
intsize;
}SeqList;
typedefstruct
{
DataTypequeue[MaxSize];
intrear;
intfront;
intcount;
}SeqCQueue;
typedefstruct
{
introw;
intcol;
intweight;
}RowColWeight;
typedefstruct
{
SeqListVertices;
intedge[MaxVertices][MaxVertices];
intnumOfEdges;
}AdjMGraph;
//顺序表初始化
voidListInitiate（SeqList*L）
{
L->size=0;
}
//顺序表插入函数
intListInsert（SeqList*L,inti,DataTypex）
{
intj;
if（L->size>=MaxSize）
{
printf（"顺序表已满无法插入!
\n"）;
return0;
}
elseif（i<0||i>L->size）
{
printf（"参数i不合法!
\n"）;
return0;
}
else
{
for（j=L->size;j>i;j--）
L->list[j]=L->list[j-1];
L->list[i]=x;
L->size++;
return1;
}
}
//图G初始化
voidInitiate（AdjMGraph*G,intn）
{
inti,j;
for（i=0;ifor（j=0;j{
if（i==j）
G->edge[i][j]=0;
else
G->edge[i][j]=MaxWeight;
}
G->numOfEdges=0;//边的条数数置为0
ListInitiate（&G->Vertices）;//顺序表初始化
}
//在图G中插入结点vertex
voidInsertVertex（AdjMGraph*G,DataTypevertex）
{
ListInsert（&G->Vertices,G->Vertices.size,vertex）;
}
//在图G中插入边
voidInsertEdge（AdjMGraph*G,intv1,intv2,intweight）
{
if（v1<0||v2>G->Vertices.size||v2<0||v1>G->Vertices.size）
{
printf（"参数v1或v2越界出错!
\n"）;
exit
（1）;
}
G->edge[v1][v2]=weight;
G->numOfEdges++;
}
//在图G中寻找序号为v的结点的第一个邻接结点
intGetFirstVex（AdjMGraphG,intv）
{
intcol;
if（v<0||v>G.Vertices.size）
{
printf（"参数v1越界出错!
\n"）;
exit
（1）;
}
for（col=0;colif（G.edge[v][col]>0&&G.edge[v][col]returncol;
return-1;
}
//在图G中寻找v1结点的邻接结点v2的下一个邻接结点
intGetNextVex（AdjMGraphG,intv1,intv2）
{
intcol;
if（v1<0||v1>G.Vertices.size||v2<0||v2>G.Vertices.size）
{
printf（"参数v1或v2越界出错!
\n"）;
exit
（1）;
}
for（col=v2+1;colif（G.edge[v1][col]>0&&G.edge[v1][col]returncol;
return-1;
}
//在图G中插入n个结点信息V和e条边信息E（创图函数）
voidCreatGraph（AdjMGraph*G,DataTypeV[],intn,RowColWeightE[],inte）
{
inti,k;
Initiate（G,n）;
for（i=0;iInsertVertex（G,V[i]）;
for（k=0;kInsertEdge（G,E[k].row,E[k].col,E[k].weight）;
}
//队列初始化
voidQueueInitiate（SeqCQueue*Q）
{
Q->rear=0;
Q->front=0;
Q->count=0;
}
//队列非空
intQueueNotEmpty（SeqCQueueQ）
{
if（Q.count!
=0）
return1;
else
return0;
}
//入队列
intQueueAppend（SeqCQueue*Q,DataTypex）
{
if（（Q->rear+1）%MaxSize==Q->front）
{
printf（"队列已满!
\n"）;
exit
（1）;
}
Q->queue[Q->rear]=x;
Q->rear=（Q->rear+1）%MaxSize;
Q->count++;
return1;
}
//出队列
intQueueDelete（SeqCQueue*Q,DataType*x）
{
if（Q->front==Q->rear）
{
printf（"队列是空的!
\n"）;
exit
（1）;
}
*x=Q->queue[Q->front];
Q->front=（Q->front+1）%MaxSize;
Q->count--;
return1;
}
//图的广度优先遍历函数
//连通图G以v为初始点访问操作为Visit（）的广度优先遍历
//数组visited标记了相应结点是否已访问过，0表示未访问，1表示已访问
voidBroadFSearch（AdjMGraphG,intv,intvisited[],voidVisit（DataTypeitem））
{
DataTypeu,w;
SeqCQueuequeue;
Visit（G.Vertices.list[v]）;
visited[v]=1;
QueueInitiate（&queue）;
QueueAppend（&queue,v）;
while（QueueNotEmpty（queue））
{
QueueDelete（&queue,&u）;
w=GetFirstVex（G,u）;
while（w!
=-1）
{
if（!
visited[w]）
{
Visit（G.Vertices.list[w]）;
visited[w]=-1;
QueueAppend（&queue,w）;
}
w=GetNextVex（G,u,w）;
}
}
}
//非连通图G访问操作为Visit（）的广度优先遍历
voidBroadFirstSearch（AdjMGraphG,voidVisit（DataTypeitem））
{
inti;
int*visited=（int*）malloc（sizeof（int）*G.Vertices.size）;
for（i=0;ivisited[i]=0;
for（i=0;iif（!
visited[i]）
BroadFSearch（G,i,visited,Visit）;
free（visited）;
}
//定义访问操作的函数
voidVisit（DataTypeitem）
{
printf（"%c",item）;
}
//主函数
voidmain（void）
{
AdjMGraphg1;
DataTypea[]={'1','2','3','4','5'};//图的结点
RowColWeightrcw[]={{0,1,1},{0,2,1},{0,3,1},{0,4,1},{1,0,1},{1,3,1},{2,0,1},{2,4,1},{3,0,1},{3,1,1},{4,0,1},{4,2,1}};
intn=5,e=12;
inti,j;
CreatGraph（&g1,a,n,rcw,e）;//创图函数
printf（"结点集合为:
\n"）;
for（i=0;iprintf（"%c",g1.Vertices.list[i]）;
printf（"\n"）;
printf（"\n"）;
printf（"权值集合为:
\n"）;
for（i=0;i{
for（j=0;jprintf（"%5d",g1.edge[i][j]）;
printf（"\n"）;
}
printf（"\n广度优先搜索序列为:
\n"）;
BroadFirstSearch（g1,Visit）;
printf（"\n"）;
}
四、实验结果及数据处理分析：
1、结果截图
2、结果分析
因为输入样本和输出样本与结果截图一样，程序又能运行，所以结果正确。
五、实验结论：
在实验中遇到一些概念模糊的知识点，并且这次的实验课堂没教，是老师在实验课上刚教的，因为坐的远，没看清听懂，所以很难写好，很多知识点都是靠旁边的同学指导和帮助完成的，所以下次一定要预习好。
指导教师批阅意见：
成绩评定：
指导教师签字：
年月日
备注：
注：
1、报告内的项目或内容设置，可根据实际情况加以调整和补充。
2、教师批改学生实验报告时间应在学生提交实验报告时间后10日内。
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