数据结构-图-邻接表深度和广度遍历DFS_BFS

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2022-09-18 13:58 156阅读 0赞

#include "stdio.h"
    #include "stdlib.h"
    #include "math.h"
    #include "time.h"
    
    #define OK 1
    #define ERROR 0
    #define TRUE 1
    #define FALSE 0
    
    #define MAXSIZE 9 /* 存储空间初始分配量 */
    #define MAXEDGE 15
    #define MAXVEX 9
    #define INFINITY 65535
    
    typedef int Status;	/* Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码,如OK等 */
    typedef int Boolean; /* Boolean是布尔类型,其值是TRUE或FALSE */
    
    typedef char VertexType; /* 顶点类型应由用户定义 */
    typedef int EdgeType; /* 边上的权值类型应由用户定义 */
    
    /* 邻接矩阵结构 */
    typedef struct
    {
    	VertexType vexs[MAXVEX]; /* 顶点表 */
    	EdgeType arc[MAXVEX][MAXVEX];/* 邻接矩阵,可看作边表 */
    	int numVertexes, numEdges; /* 图中当前的顶点数和边数 */
    }MGraph;
    
    /* 邻接表结构****************** */
    typedef struct EdgeNode /* 边表结点 */
    {
    	int adjvex;    /* 邻接点域,存储该顶点对应的下标 */
    	int weight;		/* 用于存储权值,对于非网图可以不需要 */
    	struct EdgeNode *next; /* 链域,指向下一个邻接点 */
    }EdgeNode;
    
    typedef struct VertexNode /* 顶点表结点 */
    {
    	int in;	/* 顶点入度 */
    	char data; /* 顶点域,存储顶点信息 */
    	EdgeNode *firstedge;/* 边表头指针 */
    }VertexNode, AdjList[MAXVEX];
    
    typedef struct
    {
    	AdjList adjList;
    	int numVertexes,numEdges; /* 图中当前顶点数和边数 */
    }graphAdjList,*GraphAdjList;
    /* **************************** */
    
    /* 用到的队列结构与函数********************************** */
    /* 循环队列的顺序存储结构 */
    typedef struct
    {
    	int data[MAXSIZE];
    	int front;    	/* 头指针 */
    	int rear;		/* 尾指针,若队列不空,指向队列尾元素的下一个位置 */
    }Queue;
    
    /* 初始化一个空队列Q */
    Status InitQueue(Queue *Q)
    {
    	Q->front=0;
    	Q->rear=0;
    	return  OK;
    }
    
    /* 若队列Q为空队列,则返回TRUE,否则返回FALSE */
    Status QueueEmpty(Queue Q)
    {
    	if(Q.front==Q.rear) /* 队列空的标志 */
    		return TRUE;
    	else
    		return FALSE;
    }
    
    /* 若队列未满,则插入元素e为Q新的队尾元素 */
    Status EnQueue(Queue *Q,int e)
    {
    	if ((Q->rear+1)%MAXSIZE == Q->front)	/* 队列满的判断 */
    		return ERROR;
    	Q->data[Q->rear]=e;			/* 将元素e赋值给队尾 */
    	Q->rear=(Q->rear+1)%MAXSIZE;/* rear指针向后移一位置, */
        /* 若到最后则转到数组头部 */
    	return  OK;
    }
    
    /* 若队列不空,则删除Q中队头元素,用e返回其值 */
    Status DeQueue(Queue *Q,int *e)
    {
    	if (Q->front == Q->rear)			/* 队列空的判断 */
    		return ERROR;
    	*e=Q->data[Q->front];				/* 将队头元素赋值给e */
    	Q->front=(Q->front+1)%MAXSIZE;	/* front指针向后移一位置, */
        /* 若到最后则转到数组头部 */
    	return  OK;
    }
    /* ****************************************************** */
    
    
    
    void CreateMGraph(MGraph *G)
    {
    	int i, j;
        
    	G->numEdges=15;
    	G->numVertexes=9;
        
    	/* 读入顶点信息,建立顶点表 */
    	G->vexs[0]='A';
    	G->vexs[1]='B';
    	G->vexs[2]='C';
    	G->vexs[3]='D';
    	G->vexs[4]='E';
    	G->vexs[5]='F';
    	G->vexs[6]='G';
    	G->vexs[7]='H';
    	G->vexs[8]='I';
        
        
    	for (i = 0; i < G->numVertexes; i++)/* 初始化图 */
    	{
    		for ( j = 0; j < G->numVertexes; j++)
    		{
    			G->arc[i][j]=0;
    		}
    	}
        
    	G->arc[0][1]=1;
    	G->arc[0][5]=1;
        
    	G->arc[1][2]=1;
    	G->arc[1][8]=1;
    	G->arc[1][6]=1;
    	
    	G->arc[2][3]=1;
    	G->arc[2][8]=1;
    	
    	G->arc[3][4]=1;
    	G->arc[3][7]=1;
    	G->arc[3][6]=1;
    	G->arc[3][8]=1;
        
    	G->arc[4][5]=1;
    	G->arc[4][7]=1;
        
    	G->arc[5][6]=1;
    	
    	G->arc[6][7]=1;
        
    	
    	for(i = 0; i < G->numVertexes; i++)
    	{
    		for(j = i; j < G->numVertexes; j++)
    		{
    			G->arc[j][i] =G->arc[i][j];
    		}
    	}
        
    }
    
    /* 利用邻接矩阵构建邻接表 */
    void CreateALGraph(MGraph G,GraphAdjList *GL)
    {
    	int i,j;
    	EdgeNode *e;
        
    	*GL = (GraphAdjList)malloc(sizeof(graphAdjList));
        
    	(*GL)->numVertexes=G.numVertexes;
    	(*GL)->numEdges=G.numEdges;
    	for(i= 0;i <G.numVertexes;i++) /* 读入顶点信息,建立顶点表 */
    	{
    		(*GL)->adjList[i].in=0;
    		(*GL)->adjList[i].data=G.vexs[i];
    		(*GL)->adjList[i].firstedge=NULL; 	/* 将边表置为空表 */
    	}
    	
    	for(i=0;i<G.numVertexes;i++) /* 建立边表 */
    	{
    		for(j=0;j<G.numVertexes;j++)
    		{
    			if (G.arc[i][j]==1)
    			{
    				e=(EdgeNode *)malloc(sizeof(EdgeNode));
    				e->adjvex=j;					/* 邻接序号为j */
    				e->next=(*GL)->adjList[i].firstedge;	/* 将当前顶点上的指向的结点指针赋值给e */
    				(*GL)->adjList[i].firstedge=e;		/* 将当前顶点的指针指向e */
    				(*GL)->adjList[j].in++;
    				
    			}
    		}
    	}
    	
    }
    
    Boolean visited[MAXSIZE]; /* 访问标志的数组 */
    
    /* 邻接表的深度优先递归算法 */
    void DFS(GraphAdjList GL, int i)
    {
    	EdgeNode *p;
     	visited[i] = TRUE;
     	printf("%c ",GL->adjList[i].data);/* 打印顶点,也可以其它操作 */
    	p = GL->adjList[i].firstedge;
    	while(p)
    	{
     		if(!visited[p->adjvex])
     			DFS(GL, p->adjvex);/* 对为访问的邻接顶点递归调用 */
    		p = p->next;
     	}
    }
    
    /* 邻接表的深度遍历操作 */
    void DFSTraverse(GraphAdjList GL)
    {
    	int i;
     	for(i = 0; i < GL->numVertexes; i++)
     		visited[i] = FALSE; /* 初始所有顶点状态都是未访问过状态 */
    	for(i = 0; i < GL->numVertexes; i++)
     		if(!visited[i]) /* 对未访问过的顶点调用DFS,若是连通图,只会执行一次 */
    			DFS(GL, i);
    }
    
    /* 邻接表的广度遍历算法 */
    void BFSTraverse(GraphAdjList GL)
    {
    	int i;
        EdgeNode *p;
    	Queue Q;
    	for(i = 0; i < GL->numVertexes; i++)
           	visited[i] = FALSE;
        InitQueue(&Q);
       	for(i = 0; i < GL->numVertexes; i++)
       	{
    		if (!visited[i])
    		{
    			visited[i]=TRUE;
    			printf("%c ",GL->adjList[i].data);/* 打印顶点,也可以其它操作 */
    			EnQueue(&Q,i);
    			while(!QueueEmpty(Q))
    			{
    				DeQueue(&Q,&i);
    				p = GL->adjList[i].firstedge;	/* 找到当前顶点的边表链表头指针 */
    				while(p)
    				{
    					if(!visited[p->adjvex])	/* 若此顶点未被访问 */
     					{
     						visited[p->adjvex]=TRUE;
    						printf("%c ",GL->adjList[p->adjvex].data);
    						EnQueue(&Q,p->adjvex);	/* 将此顶点入队列 */
    					}
    					p = p->next;	/* 指针指向下一个邻接点 */
    				}
    			}
    		}
    	}
    }
    
    int main(void)
    {
    	MGraph G;
    	GraphAdjList GL;
    	CreateMGraph(&G);
    	CreateALGraph(G,&GL);
        
    	printf("\n深度遍历:");
    	DFSTraverse(GL);
    	printf("\n广度遍历:");
    	BFSTraverse(GL);
    	return 0;
    }