数据结构C语言版 无向图的邻接多重表存储表示和实现.docx

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数据结构C语言版无向图的邻接多重表存储表示和实现

/*

数据结构C语言版无向图的邻接多重表存储表示和实现

P166

编译环境:

Dev-C++4.9.9.2

日期:

2011年2月15日

*/

#include

#include

#defineMAX_NAME3//顶点字符串的最大长度+1

#defineMAX_INFO80//相关信息字符串的最大长度+1

typedefcharInfoType;

typedefcharVertexType[MAX_NAME];//字符串类型

//AMLGraph.h无向图的邻接多重表存储表示

#defineMAX_VERTEX_NUM20

typedefenum{unvisited,visited}VisitIf;

typedefstructEBox

{

VisitIfmark;//访问标记

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;

typedefstruct

{

VertexTypedata;

EBox*firstedge;//指向第一条依附该顶点的边

}VexBox;

typedefstruct

{

VexBoxadjmulist[MAX_VERTEX_NUM];

intvexnum,edgenum;//无向图的当前顶点数和边数

}AMLGraph;

typedefintQElemType;

//单链队列--队列的链式存储结构

typedefstructQNode

{

QElemTypedata;//数据域

structQNode*next;//指针域

}QNode,*QueuePtr;

typedefstruct

{

QueuePtrfront,//队头指针,指针域指向队头元素

rear;//队尾指针,指向队尾元素

}LinkQueue;

 

//若G中存在顶点u,则返回该顶点在无向图中位置;否则返回-1

intLocateVex(AMLGraphG,VertexTypeu)

{

inti;

for(i=0;i

if(strcmp(u,G.adjmulist[i].data)==0)

returni;

return-1;

}

//采用邻接多重表存储结构,构造无向图G

intCreateGraph(AMLGraph*G)

{

inti,j,k,l,IncInfo;

chars[MAX_INFO];

VertexTypeva,vb;

EBox*p;

printf("请输入无向图G的顶点数,边数,边是否含其它信息(是:

1,否:

0):

");

scanf("%d,%d,%d",&(*G).vexnum,&(*G).edgenum,&IncInfo);

printf("请输入%d个顶点的值(<%d个字符):

\n",(*G).vexnum,MAX_NAME);

for(i=0;i<(*G).vexnum;++i)//构造顶点向量

{

scanf("%s",(*G).adjmulist[i].data);

(*G).adjmulist[i].firstedge=NULL;

}

printf("请顺序输入每条边的两个端点(以空格作为间隔):

\n");

for(k=0;k<(*G).edgenum;++k)//构造表结点链表

{

scanf("%s%s%*c",va,vb);//%*c吃掉回车符

i=LocateVex(*G,va);//一端

j=LocateVex(*G,vb);//另一端

p=(EBox*)malloc(sizeof(EBox));

p->mark=unvisited;//设初值

p->ivex=i;

p->jvex=j;

p->info=NULL;

p->ilink=(*G).adjmulist[i].firstedge;//插在表头

(*G).adjmulist[i].firstedge=p;

p->jlink=(*G).adjmulist[j].firstedge;//插在表头

(*G).adjmulist[j].firstedge=p;

if(IncInfo)//边有相关信息

{

printf("请输入该弧的相关信息(<%d个字符):

",MAX_INFO);

gets(s);

l=strlen(s);

if(l)

{

p->info=(char*)malloc((l+1)*sizeof(char));

strcpy(p->info,s);

}

}

}

return1;

}

//返回v的值

VertexType*GetVex(AMLGraphG,intv)

{

if(v>=G.vexnum||v<0)

exit(0);

return&G.adjmulist[v].data;

}

//对v赋新值value

intPutVex(AMLGraph*G,VertexTypev,VertexTypevalue)

{

inti;

i=LocateVex(*G,v);

if(i<0)//v不是G的顶点

return0;

strcpy((*G).adjmulist[i].data,value);

return1;

}

//返回v的第一个邻接顶点的序号。

若顶点在G中没有邻接顶点,则返回-1

intFirstAdjVex(AMLGraphG,VertexTypev)

{

inti;

i=LocateVex(G,v);

if(i<0)

return-1;

if(G.adjmulist[i].firstedge)//v有邻接顶点

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)下一个邻接顶点的序号。

若w是v的最后一个邻接点,则返回-1

intNextAdjVex(AMLGraphG,VertexTypev,VertexTypew)

{

inti,j;

EBox*p;

i=LocateVex(G,v);//i是顶点v的序号

j=LocateVex(G,w);//j是顶点w的序号

if(i<0||j<0)//v或w不是G的顶点

return-1;

p=G.adjmulist[i].firstedge;//p指向顶点v的第1条边

while(p)

if(p->ivex==i&&p->jvex!

=j)//不是邻接顶点w(情况1)

p=p->ilink;//找下一个邻接顶点

elseif(p->jvex==i&&p->ivex!

=j)//不是邻接顶点w(情况2)

p=p->jlink;//找下一个邻接顶点

else//是邻接顶点w

break;

if(p&&p->ivex==i&&p->jvex==j)//找到邻接顶点w(情况1)

{

p=p->ilink;

if(p&&p->ivex==i)

returnp->jvex;

elseif(p&&p->jvex==i)

returnp->ivex;

}

if(p&&p->ivex==j&&p->jvex==i)//找到邻接顶点w(情况2)

{

p=p->jlink;

if(p&&p->ivex==i)

returnp->jvex;

elseif(p&&p->jvex==i)

returnp->ivex;

}

return-1;

}

//在G中增添新顶点v(不增添与顶点相关的弧,留待InsertArc()去做)

intInsertVex(AMLGraph*G,VertexTypev)

{

if((*G).vexnum==MAX_VERTEX_NUM)//结点已满,不能插入

return0;

if(LocateVex(*G,v)>=0)//结点已存在,不能插入

return0;

strcpy((*G).adjmulist[(*G).vexnum].data,v);

(*G).adjmulist[(*G).vexnum].firstedge=NULL;

(*G).vexnum++;

return1;

}

//在G中删除弧

intDeleteArc(AMLGraph*G,VertexTypev,VertexTypew)

{

inti,j;

EBox*p,*q;

i=LocateVex(*G,v);

j=LocateVex(*G,w);

if(i<0||j<0||i==j)

return0;//图中没有该点或弧

//以下使指向待删除边的第1个指针绕过这条边

p=(*G).adjmulist[i].firstedge;//p指向顶点v的第1条边

if(p&&p->jvex==j)//第1条边即为待删除边(情况1)

(*G).adjmulist[i].firstedge=p->ilink;

elseif(p&&p->ivex==j)//第1条边即为待删除边(情况2)

(*G).adjmulist[i].firstedge=p->jlink;

else//第1条边不是待删除边

{

while(p)//向后查找弧

{

if(p->ivex==i&&p->jvex!

=j)//不是待删除边

{

q=p;

p=p->ilink;//找下一个邻接顶点

}

elseif(p->jvex==i&&p->ivex!

=j)//不是待删除边

{

q=p;

p=p->jlink;//找下一个邻接顶点

}

else//是邻接顶点w

break;

}

if(!

p)//没找到该边

return0;

if(p->ivex==i&&p->jvex==j)//找到弧(情况1)

if(q->ivex==i)

q->ilink=p->ilink;

else

q->jlink=p->ilink;

elseif(p->ivex==j&&p->jvex==i)//找到弧(情况2)

if(q->ivex==i)

q->ilink=p->jlink;

else

q->jlink=p->jlink;

}

//以下由另一顶点起找待删除边且删除之

p=(*G).adjmulist[j].firstedge;//p指向顶点w的第1条边

if(p->jvex==i)//第1条边即为待删除边(情况1)

{

(*G).adjmulist[j].firstedge=p->ilink;

if(p->info)//有相关信息

free(p->info);

free(p);

}

elseif(p->ivex==i)//第1条边即为待删除边(情况2)

{

(*G).adjmulist[j].firstedge=p->jlink;

if(p->info)//有相关信息

free(p->info);

free(p);

}

else//第1条边不是待删除边

{

while(p)//向后查找弧

if(p->ivex==j&&p->jvex!

=i)//不是待删除边

{

q=p;

p=p->ilink;//找下一个邻接顶点

}

elseif(p->jvex==j&&p->ivex!

=i)//不是待删除边

{

q=p;

p=p->jlink;//找下一个邻接顶点

}

else//是邻接顶点v

break;

if(p->ivex==i&&p->jvex==j)//找到弧(情况1)

{

if(q->ivex==j)

q->ilink=p->jlink;

else

q->jlink=p->jlink;

if(p->info)//有相关信息

free(p->info);

free(p);

}

elseif(p->ivex==j&&p->jvex==i)//找到弧(情况2)

{

if(q->ivex==j)

q->ilink=p->ilink;

else

q->jlink=p->ilink;

if(p->info)//有相关信息

free(p->info);

free(p);

}

}

(*G).edgenum--;

return1;

}

//删除G中顶点v及其相关的边

intDeleteVex(AMLGraph*G,VertexTypev)

{

inti,j;

VertexTypew;

EBox*p;

i=LocateVex(*G,v);//i为待删除顶点的序号

if(i<0)

return0;

for(j=0;j<(*G).vexnum;j++)//删除与顶点v相连的边(如果有的话)

{

if(j==i)

continue;

strcpy(w,*GetVex(*G,j));//w是第j个顶点的值

DeleteArc(G,v,w);

}

for(j=i+1;j<(*G).vexnum;j++)//排在顶点v后面的顶点的序号减1

(*G).adjmulist[j-1]=(*G).adjmulist[j];

(*G).vexnum--;//顶点数减1

for(j=i;j<(*G).vexnum;j++)//修改顶点的序号

{

p=(*G).adjmulist[j].firstedge;

if(p)

{

if(p->ivex==j+1)

{

p->ivex--;

p=p->ilink;

}

else

{

p->jvex--;

p=p->jlink;

}

}

}

return1;

}

voidDestroyGraph(AMLGraph*G)

{

inti;

for(i=(*G).vexnum-1;i>=0;i--)

DeleteVex(G,(*G).adjmulist[i].data);

}

//在G中增添弧

intInsertArc(AMLGraph*G,VertexTypev,VertexTypew)

{

inti,j,l,IncInfo;

chars[MAX_INFO];

EBox*p;

i=LocateVex(*G,v);//一端

j=LocateVex(*G,w);//另一端

if(i<0||j<0)

return0;

p=(EBox*)malloc(sizeof(EBox));

p->mark=unvisited;

p->ivex=i;

p->jvex=j;

p->info=NULL;

p->ilink=(*G).adjmulist[i].firstedge;//插在表头

(*G).adjmulist[i].firstedge=p;

p->jlink=(*G).adjmulist[j].firstedge;//插在表头

(*G).adjmulist[j].firstedge=p;

printf("该边是否有相关信息(1:

有0:

无):

");

scanf("%d%*c",&IncInfo);//吃掉回车符

if(IncInfo)//边有相关信息

{

printf("请输入该边的相关信息(<%d个字符):

",MAX_INFO);

gets(s);

l=strlen(s);

if(l)

{

p->info=(char*)malloc((l+1)*sizeof(char));

strcpy(p->info,s);

}

}

(*G).edgenum++;

return1;

}

intvisite[MAX_VERTEX_NUM];//访问标志数组(全局量)

int(*VisitFunc)(VertexTypev);

voidDFS(AMLGraphG,intv)

{

intj;

EBox*p;

VisitFunc(G.adjmulist[v].data);

visite[v]=1;

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;

}

}

//算法7.4

//从第1个顶点起,深度优先遍历图G,并对每个顶点调用函数Visit

voidDFSTraverse(AMLGraphG,int(*visit)(VertexType))

{

intv;

VisitFunc=visit;

for(v=0;v

visite[v]=0;

for(v=0;v

if(!

visite[v])

DFS(G,v);

printf("\n");

}

//构造一个空队列Q

intInitQueue(LinkQueue*Q)

{

(*Q).front=(*Q).rear=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));//动态分配一个空间

if(!

(*Q).front)

exit(0);

(*Q).front->next=NULL;//队头指针指向空,无数据域,这样构成了一个空队列

return1;

}

//若Q为空队列,则返回1,否则返回0

intQueueEmpty(LinkQueueQ)

{

if(Q.front==Q.rear)

return1;

else

return0;

}

//插入元素e为Q的新的队尾元素

intEnQueue(LinkQueue*Q,QElemTypee)

{

QueuePtrp=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));

if(!

p)//存储分配失败

exit(0);

//生成一个以为e为数据域的队列元素

p->data=e;

p->next=NULL;

//将该新队列元素接在队尾的后面

(*Q).rear->next=p;

(*Q).rear=p;

return1;

}

//若队列不空,删除Q的队头元素,用e返回其值,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;//队头元素

*e=p->data;

(*Q).front->next=p->next;

if((*Q).rear==p)

(*Q).rear=(*Q).front;

free(p);

return1;

}

//从第1个顶点起,按广度优先非递归遍历图G,并对每个顶点调用函数

//Visit一次且仅一次。

使用辅助队列Q和访问标志数组visite

voidBFSTraverse(AMLGraphG,int(*Visit)(VertexType))

{

intv,u,w;

VertexTypew1,u1;

LinkQueueQ;

for(v=0;v

visite[v]=0;//置初值

InitQueue(&Q);//置空的辅助队列Q

for(v=0;v

if(!

visite[v])//v尚未访问

{

visite[v]=1;//设置访问标志为1(已访问)

Visit(G.adjmulist[v].data);

EnQueue(&Q,v);//v入队列

while(!

QueueEmpty(Q))//队列不空

{

DeQueue(&Q,&u);//队头元素出队并置为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])//w为u的尚未访问的邻接顶点的序号

{

visite[w]=1;

Visit(G.adjmulist[w].data);

EnQueue(&Q,w);

}

}

}

printf("\n");

}

//置边的访问标记为未被访问

voidMarkUnvizited(AMLGraphG)

{

inti

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