拓扑排序（1）

#include"stdio.h"
#include"stdlib.h"
#define MAX_VEXTEX_NUM 20   //定义顶点的最大值
#define  M 20
#define STACK_INIT_SIZE 100 //定义栈的大小  100
#define  STACKINCREMENT 10 //定义栈的增量  10
#define OK 1
#define ERROR  0

typedef  int ElemType;  //定义栈顶元素类型
typedef struct ArcNode
{
	int adjvex; //该弧所指向的顶点的位置
	struct  ArcNode *nextarc; //指向下一条弧的指针
}ArcNode; //表结点

typedef  struct VNode
{
	int data;//顶点信息
	ArcNode *firstarc;//表结点的地址。指向该顶点的弧的指针
}VNode,AdjList[MAX_VEXTEX_NUM];  //头结点

typedef struct  
{
	AdjList vertices;
	int vexnum,arcnum;// 图的顶点数和弧数
}ALGraph;

typedef struct  //建栈
{
	ElemType *base;  //在栈构造之前的指针
	ElemType *top;//栈顶指针
    int stacksize; //定义所分配的存储空间
}SqStack; //顺序栈

void  InitStack(SqStack *S) //初始化栈
{
	S->base=(ElemType *)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(ElemType));
	if(!S->base)
	{
		printf("初始化出错，退出");
		exit(1);
	}
	S->top=S->base; //空栈之前的指针赋给头指针
	S->stacksize=STACK_INIT_SIZE;//栈的空间设为STACK_INIT_SIZE

}
int Pop(SqStack *S,ElemType *e) //出栈操作
{
	if(S->top==S->base)  //栈空返回OK  
           return ERROR;
	*e=*--S->top; //删除栈顶元素
	return 0;
}

void Push(SqStack *S,ElemType e) //进栈操作，插入元素e为新的栈顶元素
{
	if(S->top-S->base >= S->stacksize) //栈满，追加存储空间
	{
		S->base=(ElemType *)realloc(S->base,(S->stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(ElemType));
	    if(!S->base)  //存储分配失败
		{
			printf("进栈出错，退出");
			exit(1);
		}

		S->top=S->base+S->stacksize;
		S->stacksize+=STACKINCREMENT;
	}
	*S->top++=e;
}

int StackEmpty(SqStack *S)  //判断栈是否为空
{
	if(S->top == S->base)  //若栈不空，则删除S的栈元素，并返回OK,否则返回ERROR
		return OK;
	else
		return ERROR;
}
 
void CreatGraph(ALGraph *G)  //构建图，用邻接表存储
{
	int m,n,i;

	ArcNode *p;//定义临界表指针变量
	printf("请输入顶点和弧数：");
	scanf("%d%d",&G->vexnum, &G->arcnum);  //输入顶点数和弧数
	printf("请输入%d个顶点值：",G->vexnum);

	for(i=1;i<=G->vexnum;i++)  //构造顶点向量
	{
		scanf("%d",&G->vertices[i].data);
		G->vertices[i].firstarc=NULL;
	}
	for(i=1;i<=G->arcnum;i++) //输入存在弧的点集合
	{
		printf("请输入存在弧的两个顶点的值：");
		scanf("%d%d",&n,&m);
	    while(n >G->vexnum|| m>G->vexnum)
		{
			printf("输入的顶点值不正确 ,请重新输入：");
			scanf("%d%d",&n,&m);
		}
	    p=(ArcNode *)malloc(sizeof(ArcNode));
	    if(p==NULL)
		{
		printf("出错，退出");
		exit(1);
		}
	    p->adjvex=m;
    	p->nextarc=G->vertices[n].firstarc; //一次插入进邻接表
        G->vertices[n].firstarc=p;
	}
    printf("建立的邻接表为:\n");   //输出建立好的邻接表
	
    for(i=1; i<=G->vexnum; i++)
	{ 
	printf("[%d]",G->vertices[i].data);

	for(p=G->vertices[i].firstarc; p ; p=p->nextarc)
		printf("-->[%d]",p->adjvex);
	printf("\n");
	}
}

void FindDegree(ALGraph G,int indegree[]) //求入度操作
{
	int i;
	for(i=1;i<=G.vexnum;i++)
	{
		indegree[i]=0;//赋初值
	}

	for(i=1;i<=G.vexnum;i++)
	{
	    while(G.vertices[i].firstarc)
		{
			indegree[G.vertices[i].firstarc->adjvex]++;
			G.vertices[i].firstarc=G.vertices[i].firstarc->nextarc;
		}
	}
}

void TopologicalSort(ALGraph G) //输出拓扑排序函数
{

	int  indegree[M];
	int i,j=1,k,n;
	int count=0;

	ArcNode *p;
	SqStack S;

	FindDegree(G,indegree);  //对个顶点求入读 indegree[0...vexnum]
	InitStack(&S); //初始化栈

	for(i=1;i<=G.vexnum;i++)
	{
		printf("第%d个点的入读为%d \n",i,indegree[i]);
	}
	printf("\n");

	for(i=1;i<=G.vexnum;i++) //建0入度顶点栈S
	{
		if(!indegree[i])
			Push(&S ,i); //入栈为0者进栈
	}

	printf("进行拓扑排序输出顺序为：\n");

	while(!StackEmpty(&S)) //栈不空时
	{
		Pop(&S,&n);
		printf("%4d\n",G.vertices[n].data);
		count++; //输出i好顶点并计数

		for(p=G.vertices[n].firstarc; p!=NULL; p=p->nextarc)
		{
			k=p->adjvex;
			if(!(--indegree[k]))  //若入读减为0，则入栈
			{
				Push(&S,k);
			}
		}

		for(i=1;i<=G.vexnum;i++)    //输出各顶点入栈是每一趟的入度情况
		{
			printf("第%d趟排序第%d个点的入度%d \n",j,i,indegree[i]);

		}
		j++;
	}

	printf("\n");

	if(count<G.vexnum) //拓扑排序不成功
	{
		printf("出现错误\n");
	}
	else  //排序成功
	{
	   printf("排序成功\n");
	}
}
void main()
{
	printf("以下是一个拓扑排序算法，请按要求进行输入：\n");
	ALGraph G;  //定义一个图的变量
	CreatGraph(&G); //调用构建函数
	TopologicalSort(G); //调用拓扑排序函数
}