数据结构_图

原创
luer9 2023-03-02 09:29:27 博主文章分类：图论 ©著作权
文章标签 Graph i++ ci 文章分类 JavaScript 前端开发
©著作权归作者所有：来自51CTO博客作者luer9的原创作品，请联系作者获取转载授权，否则将追究法律责任
图图图。的。。基本操作？？？
这都是我一个一个敲出来的……
拒绝伸手党，麻烦复制的时候带上链接
#include <iostream>
#include <cstring>
#include <string>
#include <algorithm>
#include <stack>
#include <queue>
#include <cstdio>
#include <cmath>
#include <iomanip>
#define ll long long
#define inf 0x3f3f3f3f
#define Max_Vertex_Num 101 //最大顶点个数
#define VertexType char //顶点类型 
#define VRTpye int //顶点关系类型 
#define EdgeType int//边类型 
#define Status int
#define OK 1
#define False -1
using namespace std;
int vis[Max_Vertex_Num];
typedef enum {DG,DN,UDG,UDN} GraphKind;//图的种类
//枚举类型
//有向图 有向网 无向图 无向网
typedef struct ArcCell {
  VRTpye adj;//顶点关系类型
//  InfoType *info;//该弧相关信息的指针 不懂
} ArcCell,AdjMatrix[Max_Vertex_Num][Max_Vertex_Num];
typedef struct {
  VertexType vexs[Max_Vertex_Num];///顶点名称
  AdjMatrix arcs;//邻接矩阵
  int vexnum,arcnum;//图的当前顶点和弧数
  GraphKind kind;//图的种类标志
} MGraph;
//返回u位置
Status LocateVex_Graph(MGraph G,int u) {
  for(int i=0; i<G.vexnum; i++) {
    if(G.vexs[i]==u)
      return i;
  }
  return False;
}
//创建无向网
Status GreateUDN_Graph(MGraph &G) {
  VertexType v1,v2;
  int cost;
  G.kind=UDN;
  cout<<"输入顶点数和弧数:"; 
  cin>>G.vexnum>>G.arcnum;//顶点数，边数
  cout<<"依次输入顶点名称:"; 
  for(int i=0; i<G.vexnum; i++)
    cin>>G.vexs[i]; //顶点名称
  //初始化
  for(int i=0; i<G.vexnum; i++) {
    for(int j=0; j<G.vexnum; j++) {
      if(i==j) G.arcs[i][j].adj=0;
      else G.arcs[i][j].adj=inf;
    }
  }
  cout<<"请依次输入每条弧依附的两顶点名称及权值:"<<endl; 
  for(int i=0; i<G.arcnum; i++) {
    cin>>v1>>v2>>cost;//两个顶点名称和 权值
    int pos1=LocateVex_Graph(G,v1);
    int pos2=LocateVex_Graph(G,v2);
    if(pos1==pos2) G.arcs[pos1][pos2].adj=0;
    else G.arcs[pos1][pos2].adj=G.arcs[pos2][pos1].adj=cost;
  }
  return OK;
}
//创建无向图
Status GreateUDG_Graph(MGraph &G) {
  VertexType v1,v2;
  //int cost;
  cin>>G.vexnum>>G.arcnum;//顶点数，边数
  for(int i=0; i<G.vexnum; i++)
    cin>>G.vexs[i]; //顶点名称
  //初始化
  for(int i=0; i<G.vexnum; i++) {
    for(int j=0; j<G.vexnum; j++) {
      G.arcs[i][j].adj=0;
    }
  }
  for(int i=0; i<G.arcnum; i++) {
    cin>>v1>>v2;//两个顶点名称和 权值
    int pos1=LocateVex_Graph(G,v1);
    int pos2=LocateVex_Graph(G,v2);
    if(pos1==pos2) G.arcs[pos1][pos2].adj=0;
    else G.arcs[pos1][pos2].adj=G.arcs[pos2][pos1].adj=1;
  }
  return OK;
}
//创建有向网
Status GreateDN_Graph(MGraph &G) {
  VertexType v1,v2;
  int cost;
  cin>>G.vexnum>>G.arcnum;//顶点数，边数
  for(int i=0; i<G.vexnum; i++)
    cin>>G.vexs[i]; //顶点名称
  //初始化
  for(int i=0; i<G.vexnum; i++) {
    for(int j=0; j<G.vexnum; j++) {
      if(i==j) G.arcs[i][j].adj=0;
      else G.arcs[i][j].adj=inf;
    }
  }
  for(int i=0; i<G.arcnum; i++) {
    cin>>v1>>v2>>cost;//两个顶点名称和 权值
    int pos1=LocateVex_Graph(G,v1);
    int pos2=LocateVex_Graph(G,v2);
    if(pos1==pos2) G.arcs[pos1][pos2].adj=0;
    else G.arcs[pos1][pos2].adj=cost;
  }
  return OK;
}
//创建有向图
Status GreateDG_Graph(MGraph &G) {
  VertexType v1,v2;
  //int cost;
  cin>>G.vexnum>>G.arcnum;//顶点数，边数
  for(int i=0; i<G.vexnum; i++)
    cin>>G.vexs[i]; //顶点名称
  //初始化
  for(int i=0; i<G.vexnum; i++) {
    for(int j=0; j<G.vexnum; j++) {
      G.arcs[i][j].adj=0;
    }
  }
  for(int i=0; i<G.arcnum; i++) {
    cin>>v1>>v2;//两个顶点名称和 权值
    int pos1=LocateVex_Graph(G,v1);
    int pos2=LocateVex_Graph(G,v2);
    if(pos1==pos2) G.arcs[pos1][pos2].adj=0;
    else G.arcs[pos1][pos2].adj=1;
  }
  return OK;
}
//创建图
Status Create_Graph(MGraph &G) {
//  //cin>>G.kind;//类型
  scanf("%d",&G.kind);

  switch(G.kind) {
    case DG:
      return GreateDG_Graph(G);
    case DN:
      return GreateDN_Graph(G);
    case UDN:
      return GreateUDN_Graph(G);
    case UDG:
      return GreateUDG_Graph(G);
    default :
      return False;
  }
}
//销毁
Status Destory_Graph(MGraph &G) {
  if(G.kind%2) { //0,1,2,3 若是网
    for(int i=0; i<G.vexnum; i++) {
      for(int j=0; j<G.vexnum; j++) {
        G.arcs[i][j].adj=inf;
      }
    }
  } else { //图
    for(int i=0; i<G.vexnum; i++) {
      for(int j=0; j<G.vexnum; j++) {
        G.arcs[i][j].adj=0;
      }
    }
  }
  G.vexnum=0;
  G.arcnum=0;
  return OK;
}
//返回v的值
Status GetVex_Graph(MGraph G,int v) {
  if(v>=G.vexnum||v<0)
    return False;
  else cout<<G.vexs[v];
  return OK;
}
//对v赋值
Status PutVex_Graph(MGraph &G,VertexType v,VertexType value) {
  int pos=LocateVex_Graph(G,v);
  if(pos<0) return False;
  G.vexs[pos]=value;
  return OK;
}
//返回v的第一个邻接顶点
Status FirstAdjVex_Graph(MGraph G,VertexType v) {
  int pos=LocateVex_Graph(G,v);
  int k=0;
  if(G.kind==DN||G.kind==UDN)
    k=inf;
  for(int i=0; i<G.vexnum; i++) {
    if(G.arcs[pos][i].adj!=k)
      return i;
  }
  return False;
}
//返回v（相对于w）的下一个邻接顶点
Status NextAdjVex_Graph(MGraph G,VertexType v,VertexType w) {
  int pos1=LocateVex_Graph(G,v);
  int pos2=LocateVex_Graph(G,w);
  int k=0;
  if(G.kind==DN||G.kind==UDN)
    k=inf;
  for(int i=pos2+1; i<G.vexnum; i++) {
    if(G.arcs[pos1][i].adj!=k)
      return i;
  }
  return False;
}
//增加新的顶点
Status InsertVex_Graph(MGraph &G,VertexType v) {
  int k=0;
  if(G.kind%2)//网
    k=inf;
  G.vexs[G.vexnum]=v;
  for(int i=0; i<=G.vexnum; i++) {
    G.arcs[G.vexnum][i].adj=G.arcs[i][G.vexnum].adj=k;
  }
  G.vexnum++;
  return OK;
}
//删除G中的顶点v
Status DeleteVex_Graph(MGraph &G,VertexType v) {
  VRTpye k=0;//图 不可到达
  if(G.kind%2) k=inf;//网 不可到达
  int pos=LocateVex_Graph(G,v);
  if(pos<0) return False;
  for(int i=0; i<G.vexnum; i++) {
    if(G.arcs[i][pos].adj!=k) {
      G.arcs[i][pos].adj=k;
      G.arcnum--;
    }
    if(G.arcs[pos][i].adj!=k) {
      G.arcs[pos][i].adj=k;
      G.arcnum--;
    }
  }
  //pos后的顶点 向前移 更新vexs[]
  for(int i=pos+1; i<G.vexnum; i++)
    G.vexs[i-1]=G.vexs[i];
  //移动待删除顶点之后的矩阵元素
  for(int i=0; i<G.vexnum; i++) {
    for(int j=pos+1; j<G.vexnum; j++) {
      G.arcs[i][j-1]=G.arcs[i][j];
    }
  }
  //移动待删除顶点之下的矩阵元素
  for(int i=0; i<G.vexnum; i++) {
    for(int j=k+1; j<G.vexnum; j++)
      G.arcs[j-1][i]=G.arcs[j][i];
  }
  G.vexnum--;
  return OK;
}
//增加新的弧
Status InsertArc_Graph(MGraph &G,VertexType v,VertexType w) {
  int pos1=LocateVex_Graph(G,v);
  int pos2=LocateVex_Graph(G,w);
  if(pos1<0||pos2<0) return False;
  G.arcnum++;
  if(G.kind%2) { //网
    cin>>G.arcs[pos1][pos2].adj;
  } else G.arcs[pos1][pos2].adj=1;
  if(G.kind>1)
    G.arcs[pos2][pos1].adj=G.arcs[pos1][pos2].adj;
  return OK;
}
//删除弧
Status DeleteArc_Graph(MGraph &G,int v,int w) {
  int k=0;
  if(G.kind%2) k=inf;
  int pos1=LocateVex_Graph(G,v);
  int pos2=LocateVex_Graph(G,w);
  if(pos1<0||pos2<0) return False;
  G.arcs[pos1][pos2].adj=k;//设为不可到达
  if(G.kind>=2) G.arcs[pos2][pos1].adj=k;
  G.arcnum--;
  return OK;
}
void Dfs(MGraph G,int v) {
  vis[v]=1;
  cout<<G.vexs[v]<<" ";
  for(int i=FirstAdjVex_Graph(G,G.vexs[v]); i>=0; i=NextAdjVex_Graph(G,G.vexs[v],G.vexs[i])) {
    if(!vis[i]) Dfs(G,i);
  }
}
//深搜
Status DFSTraverse_Graph(MGraph G) {
  memset(vis,0,sizeof(vis));
  for(int i=0; i<G.vexnum; i++) {
    if(!vis[i])
      Dfs(G,i);
  }
  return OK;
}
//广搜
Status BFSTraverse_Graph(MGraph G) {
  memset(vis,0,sizeof(vis));
  queue <int> que;
  while(!que.empty()) que.pop();
  for(int i=0; i<G.vexnum; i++) {
    if(!vis[i]) {
      vis[i]=1;
      cout<<G.vexs[i]<<" ";
      que.push(i);
      while(!que.empty()) {
        int u=que.front();
        que.pop();
        for(int v=FirstAdjVex_Graph(G,G.vexs[u]); v>=0; v=NextAdjVex_Graph(G,G.vexs[u],G.vexs[v])) {
          if(!vis[v])
          {
            vis[v]=1;
            cout<<G.vexs[v]<<" ";
          }
        }
      }
    }
  }return OK; 
}
void Print_Graph(MGraph G) {
  //输出顶点
  cout<<" ";
  for(int i=0;i<G.vexnum;i++)
    cout<<"   "<<setw(3)<<G.vexs[i];
  cout<<endl;
  cout<<"+---";
  for(int i=0;i<G.vexnum;i++)
  cout<<"------"; 
  cout<<endl; 
  for(int i=0; i<G.vexnum; i++) {
    cout<<G.vexs[i];
    for(int j=0; j<G.vexnum; j++) {
      if(G.arcs[i][j].adj==inf)
        cout<<"   "<<setw(3)<<"∞";
      else cout<<"   "<<setw(3)<<G.arcs[i][j].adj;
    }
    cout<<endl;
  }
}
void tips()
{
  cout<<"**********************************"<<endl;
  cout<<"**************无向图**************"<<endl;
  cout<<"**********************************"<<endl;
  cout<<"*********  1.构建网图   **********"<<endl;
  cout<<"*********  2.输出邻接矩阵  *******"<<endl;
  cout<<"*********  3.深度优先遍历  *******"<<endl;
  cout<<"*********  4.广度优先遍历  *******"<<endl;
  cout<<"*********  5.退出          *******"<<endl;
  cout<<"**********************************"<<endl;
}
int main() {
  //只构建无向网 
  int opt;
  MGraph G;
  while(1)
  {
    tips();
    cout<<"请输入你的选择："<<endl;
    cin>>opt;
    switch(opt)
    {
      case 1:GreateUDN_Graph(G); break;
      case 2:Print_Graph(G); break;
      case 3:DFSTraverse_Graph(G);cout<<endl; break;
      case 4:BFSTraverse_Graph(G);cout<<endl;break;
      case 5:cout<<"退出"<<endl; return 0;
      default:cout<<"指令错误，请重新选择"<<endl; break;
    } 
    system("pause");
    system("cls");
  }

  return 0;
}