圖的鄰接矩陣創建與深度(廣度)遍歷

參考資料
http://blog.csdn.net/andyelvis/article/details/1728378

圖的相關概念##

待補充

用鄰接矩陣創建圖無向圖##

#define TRUE 1
#define FALSE 0

#define MAX_LENGTH 100

typedef int Boolean;
Boolean visited[MAX_LENGTH];        // 訪問標志的數組

// 圖結構
typedef struct Grapha{
    char vertext[MAX_LENGTH];    // 頂點數組
    int arc[MAX_LENGTH][MAX_LENGTH]; // 鄰接矩陣
    int numVertexts, numEdges;  // 頂點數與邊數
} Grapha, *P_Grapha;

// 創建圖
void createMGrah(P_Grapha *G) {
    int i, j;
    
    int v, e;
    printf("輸入圖的頂點數與邊數:");
    scanf("%d %d", &v, &e);
    getchar();
    
    (*G) = (P_Grapha)malloc(sizeof(Grapha));
    (*G)->numVertexts = v;
    (*G)->numEdges = e;
    
    // 初始化頂點
    for(i=0; i<v; i++) {
        printf("請輸入第%d個頂點:", (i+1));
        scanf("%c", &(*G)->vertext[i]);
        getchar();
    }
    
    
    // 初始化邊(無向)
    for(i=0; i<v; i++) {
        for(j=0; j<v; j++) {
            (*G)->arc[i][j] = 0;
        }
    }
    
    // 初始化邊
    for(v=0; v<(*G)->numEdges; v++) {
        printf("請輸入第%d條邊(Vi,Vj)上的下標i,下標j:\n", (v+1));
        scanf("%d %d", &i, &j);
        (*G)->arc[i][j] = 1;
        (*G)->arc[j][i] = (*G)->arc[i][j] ;         // 是無向網圖,對稱矩陣
        getchar();
    }
    
    // 輸出矩陣
    printf("------------ 無向鄰接矩陣 ----------\n");
    for(i=0; i<(*G)->numVertexts; i++) {
        if(i == 0) {
            printf("----%d-",i);
        } else {
            printf("%d-",i);
        }
    }
    printf("\n");
    
    for(i=0; i<(*G)->numVertexts; i++) {
        if(i == 0) {
            printf("----%c-",(*G)->vertext[i]);
        } else {
            printf("%c-",(*G)->vertext[i]);
        }
    }
    printf("\n");
    
    for(i=0; i<(*G)->numVertexts; i++) {
        for(j=0; j<(*G)->numVertexts; j++) {
            if(j == 0) {
                printf("%d-%c|%d-",i,(*G)->vertext[i], (*G)->arc[i][j]);
            } else {
                printf("%d-",(*G)->arc[i][j]);
            }
        }
        printf("\n");   // 換行
    }
}

深度遍歷(DFS算法實現代碼,遍歷二維數組的方式)##

// =============  深度優先遍歷  二維數組 Start =============
void dfs(P_Grapha G, int i) {
    printf("%c ", G->vertext[i]);
    visited[i] = TRUE;
    
    int j;
    for(j = 0; j<G->numVertexts; j++) {
        if(G->arc[i][j] == 1 && !visited[j]) {
            dfs(G, j);
        }
    }
}

void dfsGraph(P_Grapha G) {
    int i;
    for(i=0; i<G->numVertexts; i++) {
        visited[i] = FALSE;
    }
    
    for(int i=0; i<G->numVertexts; i++) {
        if(!visited[i]) {
            dfs(G, i);
        }
    }
}

主程序

int main(int argc, const char * argv[]) {
    P_Grapha g;
    createMGrah(&g);
    dfsGraph(g);
    return 0;
}

深度遍歷(采用棧的形式)##

需要遵循的3個規則:

  1. 選取當前頂點的鄰接的未訪問到的頂點,標記他,并將其放入棧中;
  2. 如果不能執行規則1時,如果棧不為空,就從棧中彈出一個頂點,否則執行規則1;
  3. 重復執行1,2規則,直到不能執行1,2規則時,就完成了整個搜索過程;

實現代碼

// =============  深度優先遍歷  使用棧 Start =============
// 清空已訪問過得頂點數組
void clearVisit(P_Grapha G) {
    int i;
    for(i=0; i<G->numVertexts; i++) {
        visited[i] = FALSE;
    }
}

// 得到與頂點鄰接,且未訪問過得頂點
int getAdjUnivisitedVertex(P_Grapha G, int v) {
    int j;
    for(j = 0; j<G->numVertexts; j++) {
        if(G->arc[v][j] == 1 && visited[j] != TRUE) {
            return j;
        }
    }
    
    return -1;

}

SeqStack *stack;
void dfs_stack(P_Grapha G) {
    // 創建棧,并初始化棧
    stack = (SeqStack *)malloc(sizeof(SeqStack));
    initStack(stack);
    clearVisit(G);
    
    // 訪問第一個頂點
    printf("%c ", G->vertext[0]);
    visited[0] = TRUE;
    push(stack, 0);
    
    // 棧不為空
    while(isEmpty(stack) == FALSE) {
        int p;
        int v;
        peek(stack, &p);
        
        v = getAdjUnivisitedVertex(G, p);   // 得到與頂點p相鄰接的頂點
        if(v == -1) {       // 沒找到,就從棧中彈出一個頂點
            int top;
            pop(stack, &top);
        } else {            // 找到了,打印頂點,并入棧
            printf("%c ", G->vertext[v]);
            visited[v] = TRUE;
            push(stack, v);
        }
    }
    
    
    clearVisit(G);
}


// =============  深度優先遍歷  使用棧 End =============

廣度遍歷(采用隊列的形式)
遵循原則:

  1. 不斷訪問當前頂點的下一個的頂點,此頂點必須是當前頂點的鄰接點,標記它,并將其插入隊列;
  2. 如果沒有未訪問的頂點,不能執行1時,則從隊列頭中取一個頂點,使其成為當前頂點,繼續執行1;
  3. 隊列為空時不能執行2時,表示結束
// =============  廣度優先遍歷  使用棧 Start =============
Queue *que;
void bfs(P_Grapha G) {
    que = (Queue *)malloc(sizeof(Queue));
    initQueue(que);
    clearVisit(G);
    
    printf("%c ", G->vertext[0]);
    visited[0] = TRUE;              // 類似層序遍歷
    insertQueue(que, 0);
    
    int v1;
    int v2;
    while(isQueueEmpty(que) == FALSE) {
        removeQueue(que, &v1);
        while( (v2 = getAdjUnivisitedVertex(G, v1)) != -1 ) {     // 不斷獲取當前頂點的鄰接點
            printf("%c ", G->vertext[v2]);  // 找到鄰接點,放入對列中
            visited[v2] = TRUE;
            insertQueue(que, v2);
        }
    }
    
    
    clearVisit(G);
}
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