数据结构图的遍历实验报告.docx
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数据结构图的遍历实验报告
实验项目名称：
图的遍历
一、实验目的
应用所学的知识分析问题、解决问题，学会用建立图并对其进行遍历，提高实际编程能力及程序调试能力。
二、实验内容
问题描述：
建立有向图，并用深度优先搜索和广度优先搜素。
输入图中节点的个数和边的个数，能够打印出用邻接表或邻接矩阵表示的图的储存结构。
三、实验仪器与设备
计算机，Code:
:
Blocks。
四、实验原理
用邻接表存储一个图，递归方法深度搜索和用队列进行广度搜索，并输出遍历的结果。
五、实验程序及结果
#defineINFINITY10000/*无穷大*/
#defineMAX_VERTEX_NUM40
#defineMAX40
#include
#include
#include
#include
typedefstructArCell{
intadj;
}ArCell,AdjMatrix[MAX_VERTEX_NUM][MAX_VERTEX_NUM];
typedefstruct
{charname[20];
}infotype;
typedefstruct
{infotypevexs[MAX_VERTEX_NUM];
AdjMatrixarcs;
intvexnum,arcnum;
}MGraph;
intLocateVex（MGraph*G,char*v）
{intc=-1,i;
for（i=0;ivexnum;i++）
if（strcmp（v,G->vexs[i].name）==0）
{c=i;break;}
returnc;}
MGraph*CreatUDN（MGraph*G）//初始化图，接受用户输入
{
inti,j,k,w;
charv1[20],v2[20];
printf（"请输入图的顶点数,弧数:
"）;
scanf（"%d%d",&G->vexnum,&G->arcnum）;
printf（"结点名字:
\n"）;
for（i=0;ivexnum;i++）{
printf（"No.%d:
",i+1）;
scanf（"%s",G->vexs[i].name）;}
for（i=0;ivexnum;i++）
for（j=0;jvexnum;j++）
G->arcs[i][j].adj=INFINITY;
printf（"请输入一条边依附的两个顶点和权值:
\n"）;
for（k=0;karcnum;k++）
{printf（"第%d条边:
\n",k+1）;
printf（"起始结点:
"）;
scanf（"%s",v1）;
printf（"结束结点:
"）;
scanf（"%s",v2）;
//printf（"边的权值:
"）;
//scanf（"%d",&w）;
i=LocateVex（G,v1）;j=LocateVex（G,v2）;
if（i>=0&&j>=0）{
//G->arcs[i][j].adj=w;
G->arcs[j][i]=G->arcs[i][j];
}}
returnG;
}
intFirstAdjVex（MGraph*G,intv）
{
inti;
if（v<=0&&vvexnum）{//v合理
for（i=0;ivexnum;i++）
if（G->arcs[v][i].adj!
=INFINITY）
returni;
}
return-1;
}
voidVisitFunc（MGraph*G,intv）
{
printf（"%s",G->vexs[v].name）;
}
intNextAdjVex（MGraph*G,intv,intw）
{
intk;
if（v>=0&&vvexnum&&w>=0&&wvexnum）//v,w合理
{
for（k=w+1;kvexnum;k++）
if（G->arcs[v][k].adj!
=INFINITY）
returnk;
}
return-1;
}
intvisited[MAX];
voidDFS（MGraph*G,intv）//从第v个顶点出发递归地深度优先遍历图G
{
intw;
visited[v]=1;
VisitFunc（G,v）;//访问第v个结点
for（w=FirstAdjVex（G,v）;w>=0;w=NextAdjVex（G,v,w））
if（!
visited[w]）{
DFS（G,w）;
printf（"%d",G->arcs[v][w]）;}
}
voidDFSTraverse（MGraph*G,char*s）//深度优先遍历
{intv,k;
for（v=0;vvexnum;v++）
visited[v]=0;
k=LocateVex（G,s）;
if（k>=0&&kvexnum）{
for（v=k;v>=0;v--）{
if（!
visited[v]）
DFS（G,v）;}
for（v=k+1;vvexnum;v++）
if（!
visited[v]）
DFS（G,v）;
}
}
typedefstructQnode
{
intvexnum;
structQnode*next;
}QNode,*QueuePtr;
typedefstruct
{
QueuePtrfront;
QueuePtrrear;
}LinkQueue;
intInitQueue（LinkQueue*Q）
{
Q->front=Q->rear=（QueuePtr）malloc（sizeof（QNode））;
if（!
Q->front）exit（0）;
Q->front->next=NULL;
return1;
}
voidEnQueue（LinkQueue*Q,inta）
{
QueuePtrp;
p=（QueuePtr）malloc（sizeof（QNode））;
if（!
p）exit（0）;
p->vexnum=a;
p->next=NULL;
Q->rear->next=p;
Q->rear=p;
}
intDeQueue（LinkQueue*Q,int*v）
{QueuePtrp;
if（Q->front==Q->rear）
{printf（"结点不存在!
\n"）;exit（0）;}
p=Q->front->next;
*v=p->vexnum;
Q->front->next=p->next;
if（Q->rear==p）
Q->front=Q->rear;
return*v;
}
intQueueEmpty（LinkQueue*Q）
{
if（Q->rear==Q->front）
return0;
return1;
}
intVisited[MAX];
voidBFSTraverse（MGraph*G,char*str）//广度优先遍历
{intw,u,v,k;
LinkQueueQ,q;
for（v=0;vvexnum;v++）Visited[v]=0;
InitQueue（&Q）;InitQueue（&q）;
k=LocateVex（G,str）;
for（v=k;v>=0;v--）
if（!
Visited[v]）
{
Visited[v]=1;
VisitFunc（G,v）;
EnQueue（&Q,v）;//v入队
while（!
QueueEmpty（&Q））
{
DeQueue（&Q,&u）;//出队
for（w=FirstAdjVex（G,u）;w>=0;w=NextAdjVex（G,u,w））
if（!
Visited[w]）
{
Visited[w]=1;
VisitFunc（G,v）;
EnQueue（&Q,w）;
}
}
}
for（v=k+1;vvexnum;v++）
if（!
Visited[v]）
{
Visited[v]=1;
VisitFunc（G,v）;
EnQueue（&Q,v）;//v入队
while（!
QueueEmpty（&Q））
{
DeQueue（&Q,&u）;//出队
for（w=FirstAdjVex（G,u）;w>=0;w=NextAdjVex（G,u,w））
if（!
Visited[w]）
{
Visited[w]=1;
VisitFunc（G,v）;
EnQueue（&Q,w）;
}
}
}
}
voidmain（）
{
MGraph*G,b;
charv[10];
G=CreatUDN（&b）;
printf（"请输入起始结点名称:
"）;
scanf（"%s",v）;
printf（"\n深度优先遍历:
\n"）;
DFSTraverse（G,v）;
printf（"\n广度优先遍历:
\n"）;
BFSTraverse（G,v）;
getch（）;
}
六、实验总结
实验要求输入图中节点的个数和边的个数，能够打印出用邻接表或邻接矩阵表示的图的储存结构。
在设计中其中用邻接表表示的节点的值只能是数字，但用邻接矩阵表示的节点的值可以是字母。
但用邻接表形式要相对简单一些。
深度优先采取的递归思想。
首先，将从起点，沿某条边，顺势遍历下去，直到不能继续遍历下去。
这时，又从起点的另一结点开始，遍历下去。
如此往复，知道将所有结点遍历完。
广度优先得使用队列。
首先，将起点入队，并标为已访问。
进入循环，当队列不为空时，出队，输出，并将与出队的元素相邻的且未访问的结点全部放入队列，标为已访问。
一次循环，只有一个结点出队，大于等于0个结点入队。
实验程序中大量使用了循环，使时间复杂度加大了很多，因此此程序比较适合于密集图，应用于稀疏图中就有点浪费时间了。
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