大数据结构基本算法演示程序附源码.docx
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大数据结构基本算法演示程序附源码
实习报告
实验名称：
基本算法演示程序日期：
2017年7月7日
姓名：
李琛学号：
20153204班级：
信1501-2指导教师：
陈娜
1．实验题目
4、Prim算法输入：
无向图（顶点序列，边序列）功能要求：
输出最小生成树的各组成边及最小生成树的权值
5、Kruskal算法输入：
无向图（顶点序列，边序列）功能要求：
输出最小生成树的各组成边及最小生成树的权值
6、Floyd算法输入：
有向图（顶点序列，有向边序列）功能要求：
输出各顶点对间最短路径和路径长度
7、Dijkstra算法输入：
有向图（顶点序列，有向边序列），起始顶点功能要求：
输出起始顶点到其它各顶点的最短路径和路径长度
2．需求分析
4、Prim算法
输入：
无向图（顶点序列，边序列）
功能要求：
输出最小生成树的各组成边及最小生成树的权值
5、Kruskal算法
输入：
无向图（顶点序列，边序列）
功能要求：
输出最小生成树的各组成边及最小生成树的权值
6、Floyd算法
输入：
有向图（顶点序列，有向边序列）
功能要求：
输出各顶点对间最短路径和路径长度
7、Dijkstra算法
输入：
有向图（顶点序列，有向边序列），起始顶点
功能要求：
输出起始顶点到其它各顶点的最短路径和路径长度
3．概要设计
4、Prim算法
structAMGraphp
{
VerTexTypevexs[MVNum];//顶点表
ArcTypearcs[MVNum][MVNum];//邻接矩阵
intvexnum,arcnum;//图的当前点数和边数
};
//Prim算法辅助结构体
structclose
{
VerTexTypeadjvex;
ArcTypelowcost;
};
#defineMaxInt32767//极大值
#defineMVNum100//最大顶点数
typedefcharVerTexType;//顶点类型为字符型
typedefintArcType;//边的权值为整型
5、Kruskal算法
#defineMaxInt32767//极大值
#defineMVNum100//最大顶点数
typedefcharVerTexType;//顶点类型为字符型
typedefintArcType;//边的权值为整型
structAMGraphk
{
VerTexTypevexs[MVNum];//顶点表
ArcTypearcs[MVNum][MVNum];//邻接矩阵
intvexnum,arcnum;//图的当前点数和边数
};
//kruskal算法辅助结构体
structEdge
{
VerTexTypeHead;
VerTexTypeTail;
ArcTypelowcost;
};
6、Floyd算法
#defineMaxInt32767//极大值
#defineMVNum100//最大顶点数
typedefcharVerTexType;//顶点类型为字符型
typedefintArcType;//边的权值为整型
intD[100][100],Path[100][100];
structAMGraphf
{
VerTexTypevexs[MVNum];//顶点表
ArcTypearcs[MVNum][MVNum];//邻接矩阵
intvexnum,arcnum;//图的当前点数和边数
};
7、Dijkstra算法
#defineMaxInt32767//极大值
#defineMVNum100//最大顶点数
typedefcharVerTexType;//顶点类型为字符型
typedefintArcType;//边的权值为整型
intS[100],D[100],min,Path[100];
structAMGraphd
{
VerTexTypevexs[MVNum];//顶点表
ArcTypearcs[MVNum][MVNum];//邻接矩阵
intvexnum,arcnum;//图的当前点数和边数
};
函数曾今调用关系
4．详细设计
Head.h
#pragmaonce
#include
#include
usingnamespacestd;
//图的邻接矩阵存储表示
#defineMaxInt32767//极大值
#defineMVNum100//最大顶点数
typedefcharVerTexType;//顶点类型为字符型
typedefintArcType;//边的权值为整型
voidprim（）;
voidkruskal（）;
voiddijkstra（）;
voidfloyd（）;
Main.cpp
#include"head.h"
voidmain（）
{
inta=1;
cout<<"请输入想要运行的算法序号：
"<cout<<"1、prim算法"<cout<<"2、kruskal算法"<cout<<"3、dijkstra算法"<cout<<"4、floyd算法"<while（a!
=0）
{
cout<<"请输入：
";
cin>>a;
switch（a）
{
case1:
prim（）;break;
case2:
kruskal（）;break;
case3:
dijkstra（）;break;
case4:
floyd（）;break;
}
}
}
Prim.cpp
#include"head.h"
structAMGraphp
{
VerTexTypevexs[MVNum];//顶点表
ArcTypearcs[MVNum][MVNum];//邻接矩阵
intvexnum,arcnum;//图的当前点数和边数
};
//Prim算法辅助结构体
structclose
{
VerTexTypeadjvex;
ArcTypelowcost;
};
intLocateVex（AMGraphpG,VerTexTypeu）
{
inti=0;
while（G.vexs[i]!
=u）i++;
returni;
}
//使用邻接矩阵表示法创建无向图
intCreateUDN（AMGraphp&G）
{
inti,j,k,w;
charv1,v2;
cout<<"输入顶点数和边数:
";
cin>>G.vexnum>>G.arcnum;//输入总顶点数，总边数
for（i=0;i{
cout<<"输入第";
cout<cout<<"顶点信息:
";
cin>>G.vexs[i];
}
for（i=0;ifor（j=0;jG.arcs[i][j]=MaxInt;
for（k=0;k{
cout<<"输入边的两点信息:
";//输入两点信息
cin>>v1>>v2;
i=LocateVex（G,v1）;
j=LocateVex（G,v2）;
cout<<"输入权值:
";//输入权值
cin>>w;
G.arcs[i][j]=w;
G.arcs[j][i]=G.arcs[i][j];
}
return0;
}
//Prim算法最小生成树的构造
voidMinispanTree_prim（AMGraphpG,inta,AMGraphp&T）
{
intk=a-1,i,j,m,lowcost;//规定从第a个顶点开始
closeclosedge[100];//辅助数组的声明
T.vexnum=G.vexnum;//T的初始化
for（i=0;iT.vexs[i]=G.vexs[i];
for（i=0;ifor（j=0;jT.arcs[i][j]=-1;
for（i=0;i{
closedge[i].adjvex=k;
closedge[i].lowcost=G.arcs[k][i];
}
closedge[k].lowcost=0;//把第0个结点并入最小生成树
for（m=1;m{
lowcost=MaxInt;
for（i=1;i{
if（lowcost>closedge[i].lowcost&&closedge[i].lowcost!
=0&&closedge[i].lowcost!
=-1）
{
lowcost=closedge[i].lowcost;
k=i;
}
}
T.arcs[closedge[k].adjvex][k]=lowcost;//在T中存最小生成树的边
T.arcs[k][closedge[k].adjvex]=lowcost;
closedge[k].lowcost=0;//把第k个结点并入最小生成树
for（i=1;i{
if（（G.arcs[k][i]=-1）||closedge[i].lowcost==-1）
{
closedge[i].lowcost=G.arcs[k][i];
closedge[i].adjvex=k;
}
}
}
}
//邻接矩阵输出
voidAMGout（AMGraphpT）
{
inti,j,k;
cout<<"点的信息分别为：
"<for（i=0;icout<cout<cout<<"邻接矩阵为：
"<for（j=0;j{
for（k=0;k{
if（T.arcs[j][k]>=32767||T.arcs[j][k]<0）
cout<<"*"<<"";
else
cout<}
cout<}
}
//调用函数
voidprim（）
{
AMGraphpM;
AMGraphpN;
CreateUDN（M）;
AMGout（M）;
inta;
cout<<"请输入开始的点:
";
cin>>a;
MinispanTree_prim（M,a,N）;
cout<<"最小生成树为：
"<AMGout（N）;
}
Kruskal.cpp
#include"head.h"
structAMGraphk
{
VerTexTypevexs[MVNum];//顶点表
ArcTypearcs[MVNum][MVNum];//邻接矩阵
intvexnum,arcnum;//图的当前点数和边数
};
//kruskal算法辅助结构体
structEdge
{
VerTexTypeHead;
VerTexTypeTail;
ArcTypelowcost;
};
//顶点定位
intLocateVex（AMGraphkG,VerTexTypeu）
{
inti=0;
while（G.vexs[i]!
=u）i++;
returni;
}
//创建无向图
intCreateUD（AMGraphk&G）
{
inti,j,k,w;
charv1,v2;
cout<<"输入顶点数和边数:
";
cin>>G.vexnum>>G.arcnum;//输入总顶点数，总边数
for（i=0;i{
cout<<"输入第";
cout<cout<<"顶点信息:
";
cin>>G.vexs[i];
}
for（i=0;ifor（j=0;j{
G.arcs[i][j]=MaxInt;
}
for（k=0;k{
cout<<"输入边的两点信息:
";//输入两点信息
cin>>v1>>v2;
i=LocateVex（G,v1）;
j=LocateVex（G,v2）;
cout<<"输入权值:
";//输入权值
cin>>w;
G.arcs[i][j]=w;
G.arcs[j][i]=G.arcs[i][j];
}
return0;
}
intVexset[MVNum];
voidkruskal（）
{
Edgea[100];
AMGraphkG;
CreateUD（G）;
inti,j,k=0;
for（i=0;i{
for（j=i+1;j{
if（G.arcs[i][j]>0&&G.arcs[i][j]{
a[k].Head=G.vexs[i];
a[k].Tail=G.vexs[j];
a[k].lowcost=G.arcs[i][j];
k++;
}
}
}
intv1,v2,vs1,vs2;
Edgeb;
for（i=0;i{
for（j=i+1;j{
if（a[i].lowcost>a[j].lowcost）
{
b=a[i];
a[i]=a[j];
a[j]=b;
}
}
}
for（i=0;i{
Vexset[i]=i;
}
for（i=0;i{
v1=LocateVex（G,a[i].Head）;
v2=LocateVex（G,a[i].Tail）;
vs1=Vexset[v1];
vs2=Vexset[v2];
if（vs1!
=vs2）
{
cout<for（j=0;j{
if（Vexset[j]==vs2）
Vexset[j]=vs1;
}
}
}
}
Dijkstra.cpp
#include"head.h"
intS[100],D[100],min,Path[100];
structAMGraphd
{
VerTexTypevexs[MVNum];//顶点表
ArcTypearcs[MVNum][MVNum];//邻接矩阵
intvexnum,arcnum;//图的当前点数和边数
};
intLocateVex（AMGraphdG,VerTexTypeu）
{
inti=0;
while（G.vexs[i]!
=u）i++;
returni;
}
intCreateUD（AMGraphd&G）
{
inti,j,k,w;
charv1,v2;
cout<<"输入顶点数和边数:
";
cin>>G.vexnum>>G.arcnum;//输入总顶点数，总边数
for（i=0;i{
cout<<"输入第";
cout<cout<<"顶点信息:
";
cin>>G.vexs[i];
}
for（i=0;ifor（j=0;j{
G.arcs[i][j]=MaxInt;
}
for（k=0;k{
cout<<"输入边的两点信息:
";//输入两点信息
cin>>v1>>v2;
i=LocateVex（G,v1）;
j=LocateVex（G,v2）;
cout<<"输入权值:
";//输入权值
cin>>w;
G.arcs[i][j]=w;
}
return0;
}
voiddijkstra（）
{
AMGraphdG;
CreateUD（G）;
inti,n,v,v0,w;
cout<<"请输入起始点：
"<cin>>v0;
v0=v0-1;
n=G.vexnum;
for（v=0;v{
S[v]=false;
D[v]=G.arcs[v0][v];
if（D[v]Path[v]=0;
else
Path[v]=-1;
}
S[v0]=true;
D[v0]=0;
for（i=1;i{
min=MaxInt;
for（w=0;w{
if（!
S[w]&&D[w]{
v=w;
min=D[w];
}
}
S[v]=true;
for（w=0;w{
if（!
S[w]&&（D[v]+G.arcs[v][w]{
D[w]=D[v]+G.arcs[v][w];
Path[w]=v;
}
}
}
intx=0;
cout<<"点到各点的最短路径长度"<while（S[x]）
{
cout<x++;
}
cout<x=0;
cout<<"各终点的前驱点"<while（S[x]）
{
cout<x++;
}
cout<}
Floyd.cpp
#include"head.h"
intD[100][100],Path[100][100];
structAMGraphf
{
VerTexTypevexs[MVNum];//顶点表
ArcTypearcs[MVNum][MVNum];//邻接矩阵
intvexnum,arcnum;//图的当前点数和边数
};
intLocateVex（AMGraphfG,VerTexTypeu）
{
inti=0;
while（G.vexs[i]!
=u）i++;
returni;
}
intCreateUD（AMGraphf&G）
{
inti,j,k,w;
charv1,v2;
cout<<"输入顶点数和边数:
";
cin>>G.vexnum>>G.arcnum;//输入总顶点数，总边数
for（i=0;i{
cout<<"输入第";
cout<cout<<"顶点信息:
";
cin>>G.vexs[i];
}
for（i=0;ifor（j=0;j{
G.arcs[i][j]=MaxInt;
}
for（k=0;k{
cout<<"输入边的两点信息:
";//输入两点信息
cin>>v1>>v2;
i=LocateVex（G,v1）;
j=LocateVex（G,v2）;
cout<<"输入权值:
";//输入权值
cin>>w;
G.arcs[i][j]=w;
}
return0;
}
voidfloy
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