Github:(https://github.com/FlameCharmander/DataStructure)
到了圖這章確實會比較複雜,因此我想分幾個部分,一個是鄰接矩陣實現,一個是鄰接表實現,然後是基於鄰接矩陣的廣度優先搜索遍歷,基於鄰接表的深度優先搜索遍歷來討論。
首先現在大概有幾種圖的數據結構,一個是鄰接矩陣,鄰接表,十字鏈表(有向圖),鄰接多重表。
我們先來看下鄰接矩陣是怎麼實現的吧。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define INFINTE 65535
#define MAXSIZE 100
typedef char VertexType; //頂點類型應由用戶定義
typedef int EdgeType; //邊上的權值類型應由用戶定義
typedef struct graph{
VertexType vexs[MAXSIZE]; //頂點表
EdgeType arc[MAXSIZE][MAXSIZE]; //鄰接矩陣
int numNodes, numEdges;
}Graph;
void CreateGraph(Graph* graph);
int main()
{
Graph graph;
CreateGraph(&graph);
//打印鄰接矩陣
int i, j;
for (i = 0; i < graph.numNodes; ++i){
for (j = 0; j < graph.numNodes; ++j){
printf("%d ", graph.arc[i][j]);
}
printf("\n");
}
return 0;
}
void CreateGraph(Graph* graph){
int i, j;
//先把圖的鄰接矩陣置爲0(0表示沒邊,1表示有邊)
for (i = 0; i < graph->numNodes; ++i){
for (j = 0; j < graph->numNodes; ++j){
graph->arc[i][j] = 0;
}
}
//printf("請輸入頂點數, 邊數:");
//scanf("%d %d", &graph->numNodes, &graph->numEdges);
//getchar(); //消除空白符
graph->numNodes = 6;
graph->numEdges = 6;
/*
for (i = 0; i < graph->numNodes; ++i){
printf("請輸入頂點:");
scanf("%c", &graph->vexs[i]);
getchar(); //消除空白符
}
*/
graph->vexs[0] = 'A';
graph->vexs[1] = 'B';
graph->vexs[2] = 'C';
graph->vexs[3] = 'D';
graph->vexs[4] = 'E';
graph->vexs[5] = 'F';
VertexType start, end;
/*
for (i = 0; i < graph->numEdges; ++i){
printf("請輸入起點, 終點:");
scanf("%c %c", &start, &end);
getchar(); //消除空白符
int startIndex, endIndex;
for (j = 0; j < graph->numNodes; ++j){ //找到起始點,終點
if (start == graph->vexs[j]){ //遍歷找到起點的下標
startIndex = j;
}
if (end == graph->vexs[j]){ //遍歷找到終點的下標
endIndex = j;
}
}
graph->arc[startIndex][endIndex] = 1;
//如果是無向圖,需要雙向保存
graph->arc[endIndex][startIndex] = 1;
}
*/
graph->arc[0][2] = 1;
graph->arc[0][3] = 1;
graph->arc[3][1] = 1;
graph->arc[3][4] = 1;
graph->arc[3][5] = 1;
graph->arc[4][5] = 1;
//如果是無向圖,需要保存兩個邊
graph->arc[2][0] = 1;
graph->arc[3][0] = 1;
graph->arc[1][3] = 1;
graph->arc[4][3] = 1;
graph->arc[5][3] = 1;
graph->arc[5][4] = 1;
}
我們以這個圖爲例,來建一個鄰接矩陣。
還是老規矩,代碼和解釋對應看
Line 1~2 頭文件
Line 4 定義無窮大,在圖中我們知道有兩種圖,一種是無權圖,也就是在鄰接矩陣中0代表沒有邊,1代表有邊;一種是有權圖,那麼我們就要換種方式表示了,一般來說,有權圖的話,是無窮值代表沒邊,其它的話代表權值。
Line 5 圖的那個數組最多的大小
Line 7~8 一個是頂點類型,一個是權值類型,權值類型一般是int
Line 10~14 圖的數據結構,由一個頂點表,一個鄰接矩陣,還有兩個存放頂點個數和邊的個數。
Line 16 創建圖的聲明
Line 18~31 創建圖,並且打印鄰接矩陣
Line 36~40 把鄰接矩陣的每個元素都賦值爲0,上面那個圖的例子是個無權圖(邊沒權值),所以0代表沒變,1代表有邊。如果是有權圖的話,應該賦值爲無窮大(剛纔說的,有權圖用無窮大來表示沒邊)
Line 41~42 我們需要用戶定義一下圖的頂點數和邊的數目
Line 43 這裏是c語言裏面scanf函數的一個機制,爲什麼要getchar(),因爲上面輸入完我們按下回車鍵,回車鍵\n會影響給下一次scanf(),不信的話你們可以去掉試試
Line 47~50 根據用戶輸入頂點
Line 53~58 這裏爲了方便展示,我也寫了一些數據在裏面的,6個頂點ABCDEF,是根據上面的那個圖寫的
Line 61~64 這裏主要是輸入邊,輸入邊的兩個頂點,來建立起邊
Line 66~73 主要是根據用戶輸入的兩個頂點來找到頂點的下標
Line 74 然後把找到鄰接矩陣對應的位置賦值1(代表有邊),如果是有權圖,則賦值權值
Line 76 如果是無向圖,這樣的,則要反向存儲
Line 79~91 這是我根據上面的圖,寫的一個邊