数据结构实验———图实验报告.doc

数 据 结 构实验报告 目的要求 掌握图的存储思想及其存储实现。 掌握图的深度、广度优先遍历算法思想及其程序实现。 掌握图的常见应用算法的思想及其程序实现。实验内容键盘输入数据，建立一个有向图的邻接表。 输出该邻接表。 3在有向图的邻接表的基础上计算各顶点的度，并输出。 4以有向图的邻接表为基础实现输出它的拓扑排序序列。 5采用邻接表存储实现无向图的深度优先递归遍历。6采用邻接表存储实现无向图的广度优先遍历。7在主函数中设计一个简单的菜单，分别调试上述算法。源程序： 主程序的头文件：队列#include #include #define TRUE 1#define FALSE 0#define OK 1#define ERROR 0#define OVERFLOW -2typedef int QElemType;typedef struct QNode /队的操作 QElemType data; struct QNode *next; QNode,*QueuePtr; typedef struct QueuePtr front; QueuePtr rear; LinkQueue;void InitQueue(LinkQueue &Q) /初始化队列 Q.front =Q.rear =(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode); if(!Q.front) exit(OVERFLOW); /存储分配失败 Q.front -next =NULL; int EnQueue(LinkQueue &Q,QElemType e) /插入元素e为Q的新的队尾元素QueuePtr p;p=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode);if(!p) exit(OVERFLOW);p-data=e;p-next=NULL; Q.rear-next=p;Q.rear =p;return OK;int DeQueue(LinkQueue &Q,QElemType &e) /删除Q的队头元素，用e返回其值if(Q.front =Q.rear ) return ERROR;QueuePtr p;p=Q.front -next;e=p-data; Q.front-next=p-next ;if(Q.rear=p) Q.rear =Q.front ;free(p);return OK;主程序：#include #include#includeduilie.h#define TRUE 1#define FALSE 0#define Status int#define MAX_VERTEX_NUM 8 /*顶点最大个数*/#define VertexType char /*顶点元素类型*/enum BOOlean False,True;BOOlean visitedMAX_VERTEX_NUM; /全局变量访问标志数组 typedef struct ArcNode int adjvex; struct ArcNode *nextarc; int weight; /*边的权*/ ArcNode; /*表结点*/ typedef struct VNode int degree,indegree;/*顶点的度，入度*/ VertexType data; ArcNode *firstarc; VNode/*头结点*/,AdjListMAX_VERTEX_NUM; typedef struct AdjList vertices; int vexnum,arcnum;/*顶点的实际数，边的实际数*/ ALGraph; /建立图的邻接表 void creat_link(ALGraph *G) int i,j; ArcNode *s; printf(请依次输入顶点数、边数：); scanf(%d%d,&G-vexnum,&G-arcnum); for (i=0;ivexnum;i+)G-verticesi.data=A+i; G-verticesi.firstarc=NULL; for (i=0;ivexnum;) printf(请输入顶点的数组坐标(若退出，请输入-1)：); scanf(%d,&i); if(i=-1) break; printf(请输入顶点所指向下一个顶点的数组坐标：); scanf(%d,&j); s=(ArcNode *)malloc(sizeof(ArcNode); s-adjvex=j; s-nextarc=G-verticesi.firstarc; G-verticesi.firstarc=s; / 输出邻接表 void visit(ALGraph G) int i; ArcNode *p; printf(%4s%6s%18sn,NO,data,adjvexs of arcs); for (i=0;inextarc) printf(%3d,p-adjvex); printf(n); / 计算各顶点的度及入度 void cacu(ALGraph *G) ArcNode *p; int i; for (i=0;ivexnum;i+) G-verticesi.degree=0;G-verticesi.indegree=0;/度与初度初始化为零 for (i=0;ivexnum;i+) for(p=G-verticesi.firstarc;p;p=p-nextarc) G-verticesi.degree+; G-verticesp-adjvex.degree+; G-verticesp-adjvex.indegree+; void print_degree(ALGraph G) int i; printf(n Nom data degree indegreen); for (i=0;iG.vexnum;i+) printf(n%4d%5c%7d%8d,i,G.verticesi.data, G.verticesi.degree,G.verticesi.indegree); printf(n); / 拓扑排序 Status TopologiSort(ALGraph G) int i,count,top=0,stack50; ArcNode *p; cacu(&G); print_degree(G); printf(nTopologiSort is n); for(i=0;i%c,G.verticesi.data); count+; for(p=G.verticesi.firstarc;p;p=p-nextarc) if (!-G.verticesp-adjvex.indegree)stacktop+=p-adjvex; if (countadjvex);/在图G中寻找第v个顶点的相对于u的下一个邻接顶点int NextAdjVex(ALGraph G,int v,int u) ArcNode *p; p=G.verticesv.firstarc; while(p-adjvex!=u) p=p-nextarc; /在顶点v的弧链中找到顶点u if(p-nextarc=NULL) return 0; /若已是最后一个顶点，返回0 else return(p-nextarc-adjvex); /返回下一个邻接顶点的序号/采用邻接表存储实现无向图的深度优先递归遍历void DFS(ALGraph G,int i) int w; visitedi=True; /访问第i个顶点 printf(%d-,i); for(w=FirstAdjVex(G,i);w;w=NextAdjVex(G,i,w) if(!visitedw) DFS(G,w); /对尚未访问的邻接顶点w调用DFSvoid DFSTraverse(ALGraph G) int i; printf(DFSTraverse:); for(i=0;iG.vexnum;i+) visitedi=False; /访问标志数组初始化 for(i=0;iG.vexnum;i+) if(!visitedi) DFS(G,i); /对尚未访问的顶点调用DFS/按广度优先非递归的遍历图G，使用辅助队列Q和访问标志数组visitedvoid BFSTraverse(ALGraph G) int i,u,w; LinkQueue Q; printf(BFSTreverse:); for(i=0;iG.vexnum;i+) visitedi=False; /访问标志数组初始化 InitQueue(Q); /初始化队列 for(i=0;i,i); EnQueue(Q,i); /将序号i入队列 while(!(Q.front =Q.rear) /若队列不空，继续 DeQueue(Q,u); /将队头元素出队列并置为u for(w=FirstAdjVex(G,u);w;w=NextAdjVex(G,u,w) if(!visitedw) /对u的尚未访问的邻接顶点w进行访问并入队列 visitedw=True; printf(%d-,w); EnQueue(Q,w); void main() ALGraph G; int select; printf( 图的有关操作实验n ); do printf(n1 创建一个有向图的邻接表 2 输出该邻接表n); printf(3.输出该有向图的度和入度 4.输出该有向图拓扑排序序列 n); printf(5.创建一个无向图的邻接表 6.深度优先递归遍历该无向图n); printf(7.广度优先遍历该无向图 0.退出 n); printf(请输入选择： ); scanf(%d,&select); switch(select) case 1: printf(n创建一个有向图的邻接表：n);creat_link(&G); break; case 2: printf(n输出该邻接表：n); visit(G); break; case 3: printf(n输出该有向图的度和入度：n); cacu(&G); print_degree(G); break; case 4: printf(n输出该有向图拓扑排序序列：n); if(!TopologiSort(G)printf(Toposort is not success!); break; case 5: printf(n创建一个无向图的邻接表: n); creat_link(&G); break; case 6:printf(n深度优先递归遍历该无向图: n); DFSTraverse(G); break; case 7: printf(n广度优先遍历该无向图：n); BFSTraverse(G); break; case 0: break; default: printf(输入选项错误！重新输入！n); while(select);运行结果截图：1. 主菜单界面：2.创建一个有向图的领接表3.输出该邻接表4. 在有向图的邻接表的基础上计算各顶点的度，并输出。5. 输出它的拓扑排序序列6. 输出所建无向图的邻接表7. 深度优先递归遍历该无向图8. 广度优先遍历该无向图说明： 本实验用的有向图是课本182页图7.28，无向图为课本168页图（a）实验总结 这次的图的操作实验，与树的操作类似，但又比树复杂，包含更多的存储结构和遍历方法的操作，而且图的遍历需要沿着弧进行，以便输出弧上的信息。本实验中图的遍历采用邻接表的存储结构，在输入图的信息时，首先要画出图的邻接表信息。图有两种遍历的形式，一种为深度优先搜索，另一种为广度优先搜索。由于能力有限，没能实现图的深度非递归优先搜索，而是实现了图的深度递归优先搜索。本实验基本完成了图的操作，也学到了很多关于图的知识和算法。