数据结构课程设计报告模板图的遍历.docx
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数据结构课程设计报告模板图的遍历
数据结构
课程设计报告书
设计题目图遍历的演示
姓名
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指导教师
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评语
2014年6月20日
目录
目录1
一、功能需求1
（一）原始数据1
（二）系统功能1
三、程序总体设计2
（一）数据结构2
（二）函数原形清单2
（三）程序总体框架4
（四）详细代码4
四、程序清单15
五、总结17
一、功能需求
以邻接多重表为存储结构，实现连通无向图的深度优先和广度优先遍历。
以用户指定的顶点为起点，分别输出每种遍历下的顶点访问序列和相应生成树的边集。
二、系统功能和原始数据
（一）原始数据
设图的顶点不超过20个，每个顶点用一个编号表示（如果一个图有n个顶点，则它们的编号分别为1,2，…，n）。
通过输入图的全部边输入一个图，每条边为一对整数，可以对边的输入顺序作某种限制。
注意，生成树的边是有向边，端点顺序不能颠倒。
（二）系统功能
1.创建无向图
2.打印无向图
3.深度优先搜索
4.广度优先搜索
三、程序总体设计
（一）数据结构
typedefstructEBox
{
intmark;//访问标记,1代表已访问，0代表未访问
intivex,jvex;//该边依附的两个顶点的位置
structEBox*ilink,*jlink;//分别指向依附这两个顶点的下一条边
//InfoType*info;//该边信息指针
}EBox;
typedefstructVexBox
{
VertexTypedata;
EBox*firstedge;//指向第一条依附该顶点的边
}VexBox;
typedefstruct
{
VexBoxadjmulist[NUM];
intvexnum,edgenum;//无向图的当前顶点数和边数
}AMLGraph;
//---------------------------------------------------队列的定义
typedefintQElemType;
typedefstructQNode
{
QElemTypedata;
structQNode*next;
}QNode,*QueuePtr;
typedefstruct
{
QueuePtrfront,rear;
}LinkQueue;
（二）函数原形清单
intLocateVex（AMLGraphG,VertexTypeu）
//寻找输入的数据在图中的位置,若不存在则返回-1
intCreateGraph（AMLGraph&G）
//采用邻接多重表存储表示，构造无向图G
VertexType*GetVex（AMLGraphG,intv）//返回V的值
intFirstAdjVex（AMLGraphG,VertexTypev）//返回V的第一个邻接点的序号，若没有则返回-1
intNextAdjVex（AMLGraphG,VertexTypev,VertexTypew）//返回V的（相对于W）的下一个邻接结点的序号，若W是V的最后一个邻接结点，则返回-1
voidDFS（AMLGraphG,intv）//深度优先搜索//深度优先遍历图
voidDFSTraverse（AMLGraphG,int（*Visit）（VertexType））
intInitQueue（LinkQueue*Q）//队列的初始化
intQueueEmpty（LinkQueueQ）//判断队列是否为空，为空则返回1，否则返回0
intEnQueue（LinkQueue*Q,QElemTypee）//向队列中插入元素
intDeQueue（LinkQueue*Q,QElemType*e）//若队列不为空，则删除对头元素，并返回1；否则返回0
voidBFSTraverse（AMLGraphG,int（*Visit）（VertexType））//广度优先非递归遍历图G
voidMarkUnVisited（AMLGraphG）//把边的访问标记设置为0，即未被访问
voidDisplay（AMLGraphG）//显示构造的无向图（包括定点数、顶点、边数、边）
（三）程序总体框架
（四）详细代码
#include
usingnamespacestd;
//--------------------------------------------------------无向图的邻接多重表存储结构的定义
constintNUM=20;
constintData_Num=2;//每个顶点所表示的数据
typedefcharVertexType[Data_Num];
typedefstructEBox
{
intmark;//访问标记,1代表已访问，0代表未访问
intivex,jvex;//该边依附的两个顶点的位置
structEBox*ilink,*jlink;//分别指向依附这两个顶点的下一条边
}EBox;
typedefstructVexBox
{
VertexTypedata;
EBox*firstedge;//指向第一条依附该顶点的边
}VexBox;
typedefstruct
{
VexBoxadjmulist[NUM];
intvexnum,edgenum;//无向图的当前顶点数和边数
}AMLGraph;
//---------------------------------------------------队列的定义
typedefintQElemType;
typedefstructQNode
{
QElemTypedata;
structQNode*next;
}QNode,*QueuePtr;
typedefstruct
{
QueuePtrfront,rear;
}LinkQueue;
//寻找输入的数据在图中的位置,若不存在则返回-1
intLocateVex（AMLGraphG,VertexTypeu）
{
inti;
for（i=0;iif（strcmp（u,G.adjmulist[i].data）==0）
returni;
return-1;
}
//采用邻接多重表存储表示，构造无向图G
intCreateGraph（AMLGraph&G）
{
cout<<"请输入图的顶点数、边数:
";
cin>>G.vexnum;//输入图当前的顶点数
cin>>G.edgenum;//输入图当前的边数
cout<<"请输入每个顶点所对应的值:
"<for（inti=0;i{
cin>>G.adjmulist[i].data;//输入顶点值
G.adjmulist[i].firstedge=NULL;//初始化指针
}
VertexTypev1,v2;
EBox*p;
intj;//每条弧所关联的两个结点
for（intk=0;k{
cout<<"请输入第"<";
cin>>v1;cin>>v2;
i=LocateVex（G,v1）;j=LocateVex（G,v2）;//确定v1和v2在图G中的位置
p=（EBox*）malloc（sizeof（EBox））;
//对弧结点进行赋值
（*p）.mark=0;
（*p）.ivex=i;
（*p）.jvex=j;
（*p）.ilink=G.adjmulist[i].firstedge;
（*p）.jlink=G.adjmulist[j].firstedge;
G.adjmulist[i].firstedge=G.adjmulist[j].firstedge=p;
}
return1;
}
//返回V的值
VertexType*GetVex（AMLGraphG,intv）
{
if（v>G.vexnum||v<0）
exit（0）;
return&G.adjmulist[v].data;
}
//返回V的第一个邻接点的序号，若没有则返回-1
intFirstAdjVex（AMLGraphG,VertexTypev）
{
inti;
i=LocateVex（G,v）;
if（i<0）
return-1;
if（G.adjmulist[i].firstedge）//V有邻接结点
if（G.adjmulist[i].firstedge->ivex==i）
returnG.adjmulist[i].firstedge->jvex;
else
returnG.adjmulist[i].firstedge->ivex;
else
return-1;
}
//返回V的（相对于W）的下一个邻接结点的序号，若W是V的最后一个邻接结点，则返回-1
intNextAdjVex（AMLGraphG,VertexTypev,VertexTypew）
{
inti,j;
EBox*p;
i=LocateVex（G,v）;
j=LocateVex（G,w）;
if（i<0||j<0）
return-1;
p=G.adjmulist[i].firstedge;
while（p）
if（p->ivex==i&&p->jvex!
=j）
p=p->ilink;
elseif（p->jvex==i&&p->ivex!
=j）
p=p->jlink;
else
break;
if（p&&p->ivex==i&&p->jvex==j）
{
p=p->ilink;
if（p&&p->ivex==i）
returnp->jvex;
elseif（p&&p->jvex==i）
returnp->jvex;
}
if（p&&p->ivex==j&&p->jvex==i）
{
p=p->jlink;
if（p&&p->ivex==i）
returnp->jvex;
elseif（p&&p->jvex==i）
returnp->jvex;
}
return-1;
}
//------------------------------------队列的操作
intvisite[NUM];//访问标志数组
int（*VisitFunc）（VertexTypev）;
voidDFS（AMLGraphG,intv）
{
intj;
EBox*p;
VisitFunc（G.adjmulist[v].data）;
visite[v]=1;//该顶点已经被访问
p=G.adjmulist[v].firstedge;
while（p）
{
j=p->ivex==v?
p->jvex:
p->ivex;
if（!
visite[j]）
DFS（G,j）;
p=p->ivex==v?
p->ilink:
p->jlink;
}
}
//深度优先遍历图
voidDFSTraverse（AMLGraphG,int（*Visit）（VertexType））
{
intv,start;
VisitFunc=Visit;
for（v=0;vvisite[v]=0;
cout<<"请输入你要开始进行查找的位置：
";
cin>>start;
cout<<"按广深度优先搜索的结果是:
"<for（v=start;v{
if（v>=G.vexnum）
{
for（v=0;v{
if（!
visite[v]）
DFS（G,v）;
}//内层for
}//if
else
{
if（!
visite[v]）
DFS（G,v）;
}//else
}//外层for
cout<<"\b\b\b";
cout<}
//队列的初始化
intInitQueue（LinkQueue*Q）
{
（*Q）.front=（*Q）.rear=（QueuePtr）malloc（sizeof（QNode））;
if（!
（*Q）.front）
exit（0）;
（*Q）.front->next=NULL;
return1;
}
//判断队列是否为空，为空则返回1，否则返回0
intQueueEmpty（LinkQueueQ）
{
if（Q.front==Q.rear）
return1;
else
return0;
}
//向队列中插入元素
intEnQueue（LinkQueue*Q,QElemTypee）
{
QueuePtrp=（QueuePtr）malloc（sizeof（QNode））;
if（!
p）
exit（0）;
p->data=e;
p->next=NULL;
（*Q）.rear->next=p;
（*Q）.rear=p;
return1;
}
//若队列不为空，则删除对头元素，并返回1；否则返回0
intDeQueue（LinkQueue*Q,QElemType*e）
{
QueuePtrp;
if（（*Q）.front==（*Q）.rear）
return0;
p=（*Q）.front->next;
*e=p->data;
（*Q）.front->next=p->next;
if（（*Q）.rear==p）
（*Q）.rear=（*Q）.front;
free（p）;
return1;
}
//广度优先非递归遍历图G
voidBFSTraverse（AMLGraphG,int（*Visit）（VertexType））
{
intu,v,w,start=0;
VertexTypew1,u1;
LinkQueueQ;
for（v=0;vvisite[v]=0;
InitQueue（&Q）;
cout<<"请输入你要开始进行查找的位置：
";
cin>>start;
cout<<"按广度优先搜索的结果是:
"<for（v=start;v{
if（!
visite[v]）
{
visite[v]=1;
Visit（G.adjmulist[v].data）;
EnQueue（&Q,v）;//v入队列
while（!
QueueEmpty（Q））
{
DeQueue（&Q,&u）;
strcpy（u1,*GetVex（G,u））;
for（w=FirstAdjVex（G,u1）;w>=0;w=NextAdjVex（G,u1,strcpy（w1,*GetVex（G,w））））
if（!
visite[w]）
{
visite[w]=1;
Visit（G.adjmulist[w].data）;
EnQueue（&Q,w）;
}
}
}
}//for
InitQueue（&Q）;
for（v=0;v{
if（!
visite[v]）
{
visite[v]=1;
Visit（G.adjmulist[v].data）;
EnQueue（&Q,v）;//v入队列
while（!
QueueEmpty（Q））
{
DeQueue（&Q,&u）;
strcpy（u1,*GetVex（G,u））;
for（w=FirstAdjVex（G,u1）;w>=0;w=NextAdjVex（G,u1,strcpy（w1,*GetVex（G,w））））
if（!
visite[w]）
{
visite[w]=1;
Visit（G.adjmulist[w].data）;
EnQueue（&Q,w）;
}
}
}
}//for
cout<<"\b\b\b";
cout<}
//把边的访问标记设置为0，即未被访问
voidMarkUnVisited（AMLGraphG）
{
inti;
EBox*p;
for（i=0;i{
p=G.adjmulist[i].firstedge;
while（p）
{
p->mark=0;
if（p->ivex==i）
p=p->ilink;
else
p=p->jlink;
}
}
}
//显示构造的无向图（包括定点数、顶点、边数、边）
voidDisplay（AMLGraphG）
{
inti;
EBox*p;
MarkUnVisited（G）;
cout<";
for（i=0;icout<cout<<";"<"<for（i=0;i{
p=G.adjmulist[i].firstedge;
while（p）
if（p->ivex==i）
{
if（!
p->mark）
{
cout<"<jvex].data<<"";
p->mark=1;//已经被访问过了
}
p=p->ilink;
}
else
{
if（!
p->mark）
{
cout<ivex].data<<"-->"<p->mark=1;//已经被访问过了
}
p=p->jlink;
}
cout<}
}
intVisit（VertexTypev）
{
cout<";
return1;
}
intmain（）
{
intflag=1,control,YES=0;
AMLGraphg;
while（flag）
{
cout<<"\t\t-----------------------------------------------------"<cout<<"\t\t-------------请输入你要进行的操作：
------------------"<cout<<"\t\t-----------1.创建无向图||2.打印无向图||----------"<cout<<"\t\t-----------3.深度优先搜索||4.广度优先搜索||----------"<cout<<"\t\t-----------0.退出系统--------------------------------"<cout<<"\t\t-----------------------------------------------------"<cin>>control;
switch（control）
{
case1:
YES=CreateGraph（g）;
break;
case2:
if（YES）
Display（g）;
else
{
cout<<"请先创建无向图，再选择此项"<}
break;
case3:
if（YES）
{
DFSTraverse（g,Visit）;
}
else
{
cout<<"请先创建无向图，再选择此项"<}
break;
case4:
if（YES）
{
BFSTraverse（g,Visit）;
}
else
{
cout<<"请先创建无向图，再选择此项"<}
break;
case0:
flag=0;
break;
}//switch
}//while
return0;
}
四、程序清单
代码运行结果截图：
主页面：
1.创建无向图：
输入6个顶点、9条边，如图：
2.打印无向图：
3.深度优先搜索
4.广度搜索
五、总结
参考资料
[1]殷人昆.《数据结构（用面向对象方法与c++语言描述）》清华大学出版社
[2]严蔚敏、吴伟民.《数据结构（C语言版）》清华大学出版社
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