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  • 【转载】数据结构之图(存储结构、遍历)

    转载自:http://blog.chinaunix.net/uid-26548237-id-3483650.html

    一、图的存储结构

    1.1 邻接矩阵

        图的邻接矩阵存储方式是用两个数组来表示图。一个一维数组存储图中顶点信息,一个二维数组(邻接矩阵)存储图中的边或弧的信息。

        设图G有n个顶点,则邻接矩阵是一个n*n的方阵,定义为:

        

        看一个实例,下图左就是一个无向图。

        

        从上面可以看出,无向图的边数组是一个对称矩阵。所谓对称矩阵就是n阶矩阵的元满足aij = aji。即从矩阵的左上角到右下角的主对角线为轴,右上角的元和左下角相对应的元全都是相等的。在某些应用中,可以只存储邻接矩阵的对角线及对角线以上的部分,这样一来,图所占的存储空间几乎可以减少一半。

        从这个矩阵中,很容易知道图中的信息。

        (1)要判断任意两顶点是否有边无边就很容易了;

        (2)要知道某个顶点的度,其实就是这个顶点vi在邻接矩阵中第i行或(第i列)的元素之和;

        (3)求顶点vi的所有邻接点就是将矩阵中第i行元素扫描一遍,arc[i][j]为1就是邻接点;

        而有向图讲究入度和出度,顶点vi的入度为1,正好是第i列各数之和。顶点vi的出度为2,即第i行的各数之和。

        若图G是网图,有n个顶点,则邻接矩阵是一个n*n的方阵,定义为:

        

        这里的wij表示(vi,vj)上的权值。无穷大表示一个计算机允许的、大于所有边上权值的值,也就是一个不可能的极限值。下面左图就是一个有向网图,右图就是它的邻接矩阵。

        

         如果一个图是无权图,采用邻接矩阵存储形式还有一个优越性:在存储邻接矩阵的每个元素时,可以只用一个二进位,而不必采用一个字的空间。

      那么邻接矩阵是如何实现图的创建的呢?代码如下。

      1 #include <stdio.h>
      2 #include <stdlib.h>
      3 #include <curses.h>
      4  
      5 typedef char VertexType;                //顶点类型应由用户定义
      6 typedef int EdgeType;                   //边上的权值类型应由用户定义
      7  
      8 #define MAXVEX  100             //最大顶点数,应由用户定义
      9 #define INFINITY    65535               //用65535来代表无穷大
     10 #define DEBUG
     11  
     12 typedef struct
     13 {
     14     VertexType vexs[MAXVEX];            //顶点表
     15     EdgeType   arc[MAXVEX][MAXVEX];         //邻接矩阵,可看作边
     16     int numVertexes, numEdges;      //图中当前的顶点数和边数
     17 }Graph;
     18  
     19 //定位
     20 int locates(Graph *g, char ch)
     21 {
     22     int i = 0;
     23     for(i = 0; i < g->numVertexes; i++)
     24     {
     25         if(g->vexs[i] == ch)
     26         {
     27             break;
     28         }
     29     }
     30     if(i >= g->numVertexes)
     31     {
     32         return -1;
     33     }
     34      
     35     return i;
     36 }
     37  
     38 //建立一个无向网图的邻接矩阵表示
     39 void CreateGraph(Graph *g)
     40 {
     41     int i, j, k, w;
     42     printf("输入顶点数和边数:\n");
     43     scanf("%d,%d", &(g->numVertexes), &(g->numEdges));
     44      
     45     #ifdef DEBUG
     46     printf("%d %d\n", g->numVertexes, g->numEdges);
     47     #endif
     48  
     49     for(i = 0; i < g->numVertexes; i++)
     50     {
     51         g->vexs[i] = getchar();
     52         while(g->vexs[i] == '\n')
     53         {
     54             g->vexs[i] = getchar();
     55         }
     56     }
     57      
     58     #ifdef DEBUG
     59     for(i = 0; i < g->numVertexes; i++)
     60     {
     61         printf("%c ", g->vexs[i]);
     62     }
     63     printf("\n");
     64     #endif
     65  
     66  
     67     for(i = 0; i < g->numEdges; i++)
     68     {
     69         for(j = 0; j < g->numEdges; j++)
     70         {
     71             g->arc[i][j] = INFINITY; //邻接矩阵初始化
     72         }
     73     }
     74     for(k = 0; k < g->numEdges; k++)
     75     {
     76         char p, q;
     77         printf("输入边(vi,vj)上的下标i,下标j和权值:\n");
     78          
     79         p = getchar();
     80         while(p == '\n')
     81         {
     82             p = getchar();
     83         }
     84         q = getchar();
     85         while(q == '\n')
     86         {
     87             q = getchar();
     88         }
     89         scanf("%d", &w);    
     90          
     91         int m = -1;
     92         int n = -1;
     93         m = locates(g, p);
     94         n = locates(g, q);
     95         if(n == -1 || m == -1)
     96         {
     97             fprintf(stderr, "there is no this vertex.\n");
     98             return;
     99         }
    100         //getchar();
    101         g->arc[m][n] = w;
    102         g->arc[n][m] = g->arc[m][n];  //因为是无向图,矩阵对称
    103     }
    104 }
    105  
    106 //打印图
    107 void printGraph(Graph g)
    108 {
    109     int i, j;
    110     for(i = 0; i < g.numVertexes; i++)
    111     {
    112         for(j = 0; j < g.numVertexes; j++)
    113         {
    114             printf("%d  ", g.arc[i][j]);
    115         }
    116         printf("\n");
    117     }
    118 }
    119  
    120 int main(int argc, char **argv)
    121 {
    122     Graph g;
    123      
    124     //邻接矩阵创建图
    125     CreateGraph(&g);
    126     printGraph(g);
    127     return 0;
    128 }
    View Code

         从代码中可以得到,n个顶点和e条边的无向网图的创建,时间复杂度为O(n + n2 + e),其中对邻接矩阵Grc的初始化耗费了O(n2)的时间。

    1.2 邻接表

        邻接矩阵是不错的一种图存储结构,但是,对于边数相对顶点较少的图,这种结构存在对存储空间的极大浪费。因此,找到一种数组与链表相结合的存储方法称为邻接表。

        邻接表的处理方法是这样的:

        (1)图中顶点用一个一维数组存储,当然,顶点也可以用单链表来存储,不过,数组可以较容易的读取顶点的信息,更加方便。

        (2)图中每个顶点vi的所有邻接点构成一个线性表,由于邻接点的个数不定,所以,用单链表存储,无向图称为顶点vi的边表,有向图则称为顶点vi作为弧尾的出边表。

        例如,下图就是一个无向图的邻接表的结构。

        

        从图中可以看出,顶点表的各个结点由data和firstedge两个域表示,data是数据域,存储顶点的信息,firstedge是指针域,指向边表的第一个结点,即此顶点的第一个邻接点。边表结点由adjvex和next两个域组成。adjvex是邻接点域,存储某顶点的邻接点在顶点表中的下标,next则存储指向边表中下一个结点的指针。

        对于带权值的网图,可以在边表结点定义中再增加一个weight的数据域,存储权值信息即可。如下图所示。

        

        对于邻接表结构,图的建立代码如下。

      1 /* 邻接表表示的图结构 */
      2 #include <stdio.h>
      3 #include<stdlib.h>
      4  
      5 #define DEBUG
      6 #define MAXVEX 1000         //最大顶点数
      7 typedef char VertexType;        //顶点类型应由用户定义
      8 typedef int EdgeType;           //边上的权值类型应由用户定义
      9  
     10 typedef struct EdgeNode         //边表结点
     11 {
     12     int adjvex;         //邻接点域,存储该顶点对应的下标
     13     EdgeType weigth;        //用于存储权值,对于非网图可以不需要
     14     struct EdgeNode *next;      //链域,指向下一个邻接点
     15 }EdgeNode;
     16  
     17 typedef struct VertexNode       //顶点表结构
     18 {
     19     VertexType data;        //顶点域,存储顶点信息
     20     EdgeNode *firstedge;        //边表头指针
     21 }VertexNode, AdjList[MAXVEX];
     22  
     23 typedef struct
     24 {
     25     AdjList adjList;
     26     int numVertexes, numEdges;  //图中当前顶点数和边数
     27 }GraphList;
     28  
     29 int Locate(GraphList *g, char ch)
     30 {
     31     int i;
     32     for(i = 0; i < MAXVEX; i++)
     33     {
     34         if(ch == g->adjList[i].data)
     35         {
     36             break;
     37         }
     38     }
     39     if(i >= MAXVEX)
     40     {
     41         fprintf(stderr,"there is no vertex.\n");
     42         return -1;
     43     }
     44     return i;
     45 }
     46  
     47 //建立图的邻接表结构
     48 void CreateGraph(GraphList *g)
     49 {
     50     int i, j, k;
     51     EdgeNode *e;
     52     EdgeNode *f;
     53     printf("输入顶点数和边数:\n");
     54     scanf("%d,%d", &g->numVertexes, &g->numEdges);
     55      
     56     #ifdef DEBUG
     57     printf("%d,%d\n", g->numVertexes, g->numEdges);
     58     #endif
     59      
     60     for(i = 0; i < g->numVertexes; i++)
     61     {
     62         printf("请输入顶点%d:\n", i);
     63         g->adjList[i].data = getchar();          //输入顶点信息
     64         g->adjList[i].firstedge = NULL;          //将边表置为空表
     65         while(g->adjList[i].data == '\n')
     66         {
     67             g->adjList[i].data = getchar();
     68         }
     69     }
     70     //建立边表
     71     for(k = 0; k < g->numEdges; k++)
     72     {
     73         printf("输入边(vi,vj)上的顶点序号:\n");
     74         char p, q;
     75         p = getchar();
     76         while(p == '\n')
     77         {
     78             p = getchar();
     79         }
     80         q = getchar();
     81         while(q == '\n')
     82         {
     83             q = getchar();
     84         }
     85         int m, n;
     86         m = Locate(g, p);
     87         n = Locate(g, q);
     88         if(m == -1 || n == -1)
     89         {
     90             return;
     91         }
     92         #ifdef DEBUG
     93         printf("p = %c\n", p);
     94         printf("q = %c\n", q);
     95         printf("m = %d\n", m);
     96         printf("n = %d\n", n);
     97         #endif
     98      
     99         //向内存申请空间,生成边表结点
    100         e = (EdgeNode *)malloc(sizeof(EdgeNode));
    101         if(e == NULL)
    102         {
    103             fprintf(stderr, "malloc() error.\n");
    104             return;
    105         }
    106         //邻接序号为j
    107         e->adjvex = n;
    108         //将e指针指向当前顶点指向的结构
    109         e->next = g->adjList[m].firstedge;
    110         //将当前顶点的指针指向e
    111         g->adjList[m].firstedge = e;
    112          
    113         f = (EdgeNode *)malloc(sizeof(EdgeNode));
    114         if(f == NULL)
    115         {
    116             fprintf(stderr, "malloc() error.\n");
    117             return;
    118         }
    119         f->adjvex = m;
    120         f->next = g->adjList[n].firstedge;
    121         g->adjList[n].firstedge = f;
    122     }
    123 }
    124  
    125  
    126 void printGraph(GraphList *g)
    127 {
    128     int i = 0;
    129     #ifdef DEBUG
    130     printf("printGraph() start.\n");
    131     #endif
    132      
    133     while(g->adjList[i].firstedge != NULL && i < MAXVEX)
    134     {
    135         printf("顶点:%c  ", g->adjList[i].data);
    136         EdgeNode *e = NULL;
    137         e = g->adjList[i].firstedge;
    138         while(e != NULL)
    139         {
    140             printf("%d  ", e->adjvex);
    141             e = e->next;
    142         }
    143         i++;
    144         printf("\n");
    145     }
    146 }
    147  
    148 int main(int argc, char **argv)
    149 {
    150     GraphList g;
    151     CreateGraph(&g);
    152     printGraph(&g);
    153     return 0;
    154 }
    View Code

         对于无向图,一条边对应都是两个顶点,所以,在循环中,一次就针对i和j分布进行插入。

        本算法的时间复杂度,对于n个顶点e条边来说,很容易得出是O(n+e)。

    1.3 十字链表

        对于有向图来说,邻接表是有缺陷的。关心了出度问题,想了解入度就必须要遍历整个图才知道,反之,逆邻接表解决了入度却不了解出度情况。下面介绍的这种有向图的存储方法:十字链表,就是把邻接表和逆邻接表结合起来的。

        重新定义顶点表结点结构,如下所示。

        

        其中firstin表示入边表头指针,指向该顶点的入边表中第一个结点,firstout表示出边表头指针,指向该顶点的出边表中的第一个结点。

        重新定义边表结构,如下所示。

        

        其中,tailvex是指弧起点在顶点表的下表,headvex是指弧终点在顶点表的下标,headlink是指入边表指针域,指向终点相同的下一条边,taillink是指边表指针域,指向起点相同的下一条边。如果是网,还可以增加一个weight域来存储权值。

        比如下图,顶点依然是存入一个一维数组,实线箭头指针的图示完全与邻接表相同。就以顶点v0来说,firstout指向的是出边表中的第一个结点v3。所以,v0边表结点hearvex = 3,而tailvex其实就是当前顶点v0的下标0,由于v0只有一个出边顶点,所有headlink和taillink都是空的。

        

        重点需要解释虚线箭头的含义。它其实就是此图的逆邻接表的表示。对于v0来说,它有两个顶点v1v2的入边。因此的firstin指向顶点v1的边表结点中headvex为0的结点,如上图圆圈1。接着由入边结点的headlink指向下一个入边顶点v2,如上图圆圈2。对于顶点v1,它有一个入边顶点v2,所以它的firstin指向顶点v2的边表结点中headvex为1的结点,如上图圆圈3。

        十字链表的好处就是因为把邻接表和逆邻接表整合在一起,这样既容易找到以v为尾的弧,也容易找到以v为头的弧,因而比较容易求得顶点的出度和入度。

        而且除了结构复杂一点外,其实创建图算法的时间复杂度是和邻接表相同的,因此,在有向图应用中,十字链表是非常好的数据结构模型。

        这里就介绍以上三种存储结构,除了第三种存储结构外,其他的两种存储结构比较简单。

     

    二、图的遍历

        图的遍历和树的遍历类似,希望从图中某一顶点出发访遍图中其余顶点,且使每一个顶点仅被访问一次,这一过程就叫图的遍历。

        对于图的遍历来说,如何避免因回路陷入死循环,就需要科学地设计遍历方案,通过有两种遍历次序方案:深度优先遍历和广度优先遍历。

    2.1 深度优先遍历(Deapth-first search)

        深度优先遍历,也有称为深度优先搜索,简称DFS。其实,就像是一棵树的前序遍历。

        它从图中某个结点v出发,访问此顶点,然后从v的未被访问的邻接点出发深度优先遍历图,直至图中所有和v有路径相通的顶点都被访问到。若图中尚有顶点未被访问,则另选图中一个未曾被访问的顶点作起始点,重复上述过程,直至图中的所有顶点都被访问到为止。

        我们用邻接矩阵的方式,则代码如下所示。

     1 #define MAXVEX  100     //最大顶点数
     2 typedef int Boolean;            //Boolean 是布尔类型,其值是TRUE 或FALSE
     3 Boolean visited[MAXVEX];        //访问标志数组
     4 #define TRUE 1
     5 #define FALSE 0
     6  
     7 //邻接矩阵的深度优先递归算法
     8 void DFS(Graph g, int i)
     9 {
    10     int j;
    11     visited[i] = TRUE;
    12     printf("%c ", g.vexs[i]);                           //打印顶点,也可以其他操作
    13     for(j = 0; j < g.numVertexes; j++)
    14     {
    15         if(g.arc[i][j] == 1 && !visited[j])
    16         {
    17             DFS(g, j);                  //对为访问的邻接顶点递归调用
    18         }
    19     }
    20 }
    21  
    22 //邻接矩阵的深度遍历操作
    23 void DFSTraverse(Graph g)
    24 {
    25     int i;
    26     for(i = 0; i < g.numVertexes; i++)
    27     {
    28         visited[i] = FALSE;         //初始化所有顶点状态都是未访问过状态
    29     }
    30     for(i = 0; i < g.numVertexes; i++)
    31     {
    32         if(!visited[i])             //对未访问的顶点调用DFS,若是连通图,只会执行一次
    33         {
    34             DFS(g,i);
    35         }
    36     }
    37 }
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        如果使用的是邻接表存储结构,其DFSTraverse函数的代码几乎是相同的,只是在递归函数中因为将数组换成了链表而有不同,代码如下。

     1 //邻接表的深度递归算法
     2 void DFS(GraphList g, int i)
     3 {
     4     EdgeNode *p;
     5     visited[i] = TRUE;
     6     printf("%c ", g->adjList[i].data);   //打印顶点,也可以其他操作
     7     p = g->adjList[i].firstedge;
     8     while(p)
     9     {
    10         if(!visited[p->adjvex])
    11         {
    12             DFS(g, p->adjvex);           //对访问的邻接顶点递归调用
    13         }
    14         p = p->next;
    15     }
    16 }
    17  
    18 //邻接表的深度遍历操作
    19 void DFSTraverse(GraphList g)
    20 {
    21     int i;
    22     for(i = 0; i < g.numVertexes; i++)
    23     {
    24         visited[i] = FALSE;
    25     }
    26     for(i = 0; i < g.numVertexes; i++)
    27     {
    28         if(!visited[i])
    29         {
    30             DFS(g, i);
    31         }
    32     }
    33 }
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         对比两个不同的存储结构的深度优先遍历算法,对于n个顶点e条边的图来说,邻接矩阵由于是二维数组,要查找某个顶点的邻接点需要访问矩阵中的所有元素,因为需要O(n2)的时间。而邻接表做存储结构时,找邻接点所需的时间取决于顶点和边的数量,所以是O(n+e)。显然对于点多边少的稀疏图来说,邻接表结构使得算法在时间效率上大大提高。

    2.2 广度优先遍历(breadth-first search)

        广度优先遍历,又称为广度优先搜索,简称BFS。图的广度优先遍历就类似于树的层序遍历了。

        邻接矩阵做存储结构时,广度优先搜索的代码如下。

     1 //邻接矩阵的广度遍历算法
     2 void BFSTraverse(Graph g)
     3 {
     4     int i, j;
     5     Queue q;
     6     for(i = 0; i < g.numVertexes; i++)
     7     {
     8         visited[i] = FALSE;
     9     }
    10     InitQueue(&q);
    11     for(i = 0; i < g.numVertexes; i++)//对每个顶点做循环
    12     {
    13         if(!visited[i])               //若是未访问过
    14         {
    15             visited[i] = TRUE;
    16             printf("%c ", g.vexs[i]); //打印结点,也可以其他操作
    17             EnQueue(&q, i);           //将此结点入队列
    18             while(!QueueEmpty(q))     //将队中元素出队列,赋值给
    19             {
    20                 int m;
    21                 DeQueue(&q, &m);        
    22                 for(j = 0; j < g.numVertexes; j++)
    23                 {
    24                     //判断其他顶点若与当前顶点存在边且未访问过
    25                     if(g.arc[m][j] == 1 && !visited[j])
    26                     {
    27                         visited[j] = TRUE;
    28                         printf("%c ", g.vexs[j]);
    29                         EnQueue(&q, j);
    30                     }
    31                 }
    32             }
    33         }
    34     }
    35 }
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        对于邻接表的广度优先遍历,代码与邻接矩阵差异不大, 代码如下

     1 //邻接表的广度遍历算法
     2 void BFSTraverse(GraphList g)
     3 {
     4     int i;
     5     EdgeNode *p;
     6     Queue q;
     7     for(i = 0; i < g.numVertexes; i++)
     8     {
     9         visited[i] = FALSE;
    10     }
    11     InitQueue(&q);
    12     for(i = 0; i < g.numVertexes; i++)
    13     {
    14         if(!visited[i])
    15         {
    16             visited[i] = TRUE;
    17             printf("%c ", g.adjList[i].data);   //打印顶点,也可以其他操作
    18             EnQueue(&q, i);
    19             while(!QueueEmpty(q))
    20             {
    21                 int m;
    22                 DeQueue(&q, &m);
    23                 p = g.adjList[m].firstedge;     找到当前顶点边表链表头指针
    24                 while(p)
    25                 {
    26                     if(!visited[p->adjvex])
    27                     {
    28                         visited[p->adjvex] = TRUE;
    29                         printf("%c ", g.adjList[p->adjvex].data);
    30                         EnQueue(&q, p->adjvex);
    31                     }
    32                     p = p->next;
    33                 }
    34             }
    35         }
    36     }
    37 }
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          对比图的深度优先遍历与广度优先遍历算法,会发现,它们在时间复杂度上是一样的,不同之处仅仅在于对顶点的访问顺序不同。可见两者在全图遍历上是没有优劣之分的,只是不同的情况选择不同的算法。

    以下为我自己根据上面分析写出的代码,这里的广度优先算法参考了算法导论里的BFS算法。仅供自己阅读,勿喷!

      1 #include <iostream>
      2 #include <queue>
      3 using namespace std;
      4 
      5 enum color {WHITE=1, GRAY, BLACK};
      6 const int MAXVEX=100;
      7 typedef char VertexType;//顶点类型,由用户自定义
      8 typedef int EdgeType;//边上权值类型,一般而言是int型
      9 int Node_Color[MAXVEX];//用于记录结点颜色,白色表示未访问,灰色代表该结点被发现,黑色代表该结点被访问过
     10 int Distance[MAXVEX];//用于记录当前结点到根节点的最短距离
     11 VertexType Parent[MAXVEX];//记录每个结点的父母结点.主要作用为寻找结点间的最短路径提供便利
     12 
     13 //边结点类型,所谓边结点就是:a->b,则b是a的一个边结点
     14 typedef struct EdgeNode
     15 {
     16     int adjvex;   //记录该边结点在结点数组中的下标
     17     EdgeType weigth;//权重
     18     EdgeNode *next;//指向下一个边结点
     19 } EdgeNode;
     20 
     21 //记录顶点信息,里面的firstedge指针需要留意一下
     22 typedef struct VertexNode
     23 {
     24     VertexType data;//该结点的名称
     25     EdgeNode *firstedge;//指向该结点第一个边结点
     26 } VertexNode, AdjList[MAXVEX];
     27 
     28 //基于邻接表的图结构
     29 typedef struct
     30 {
     31     AdjList adjList;  //当然你也可以这样写:VertexNode adjList[MAXVEX]
     32     int numVertexes, numEdges;
     33 } GraphList;
     34 
     35 //初始化结点的属性
     36 void InitArray( GraphList *g )
     37 {
     38     for( int i=0; i<g->numVertexes; i++ )
     39     {
     40         Node_Color[i] = WHITE;
     41         Distance[i] = 0;
     42         Parent[i] = NULL;
     43     }
     44 }
     45 //定位,找到结点名称在结点数组中的标号
     46 int Locate(GraphList *g, VertexType ch)
     47 {
     48     int i;
     49     for(i = 0; i < g->numVertexes; i++)
     50     {
     51         if(ch == g->adjList[i].data)
     52         {
     53             break;
     54         }
     55     }
     56     if(i >= g->numVertexes )
     57     {
     58         cout<<"there is no vertex."<<endl;
     59         return -1;
     60     }
     61     return i;
     62 }
     63 
     64 void CreateGraph( GraphList *g )
     65 {
     66     cout<<"输入顶点数:";
     67     cin>>g->numVertexes;
     68     if( g->numVertexes > MAXVEX )
     69     {
     70         cout<<"顶点数超出了最大范围"<<endl;
     71         return;
     72     }
     73     cout<<"输入边数:";
     74     cin>>g->numEdges;
     75 
     76     cout<<"请输入顶点(点与点间空格,回车结束):";
     77     for( int i=0; i<g->numVertexes; i++ )
     78     {
     79         cin>>g->adjList[i].data;
     80         g->adjList[i].firstedge=NULL;
     81     }
     82 
     83     //建立边表
     84     cout<<"输入边,格式为a b w:"<<endl;
     85     VertexType p,q;
     86     EdgeType w;
     87     int m,n;
     88     for( int i=0; i<g->numEdges; i++ )
     89     {
     90         cout<<""<<i+1<<"条边:";
     91         cin>>p>>q>>w;
     92         m=Locate(g, p);
     93         n=Locate(g, q);
     94         if( m == -1 || n == -1 )
     95         {
     96             return;
     97         }
     98         EdgeNode *e = new EdgeNode;
     99         e->adjvex = n;
    100         e->next = g->adjList[m].firstedge;
    101         g->adjList[m].firstedge = e;
    102         e->weigth = w;
    103 
    104         EdgeNode *f = new EdgeNode;
    105         f->adjvex = m;
    106         f->next = g->adjList[n].firstedge;
    107         g->adjList[n].firstedge = f;
    108         f->weigth = w;
    109     }
    110 }
    111 
    112 void printGraph( GraphList *g )
    113 {
    114     int i=0;
    115     while( g->adjList[i].firstedge != NULL && i < g->numVertexes )
    116     {
    117         cout<<"顶点:"<<g->adjList[i].data;
    118         EdgeNode *e=NULL;
    119         e=g->adjList[i].firstedge;
    120         cout<<"  邻接结点:";
    121         while( e!=NULL )
    122         {
    123             cout<<g->adjList[e->adjvex].data<<" ";
    124             e=e->next;
    125         }
    126         i++;
    127         cout<<endl;
    128     }
    129 }
    130 
    131 //基于邻接表的广度优先搜索,需要注意的是这里的g是强连通图,即图中没有孤立的点
    132 void BFS_by_List( GraphList *g, VertexType& root )
    133 {
    134     //图中每个结点的属性初始化
    135     InitArray( g );
    136 
    137     //找到起始结点的下标,并赋值
    138     int m=0;
    139     for( int i=0; i<g->numVertexes; i++ )
    140     {
    141         m=Locate( g, root );
    142     }
    143     if( m == -1 )
    144         return;
    145 
    146     //起始结点赋值
    147     Node_Color[m] = GRAY;
    148     Distance[m] = 0;
    149     Parent[m] = NULL;
    150 
    151     //这里我直接使用了标准库里的queue容器,因为方便。但是因此限制了它的可移植性。所以自己重写比较好。
    152     queue<VertexType> my_q;
    153     my_q.push( root );
    154 
    155     EdgeNode *e;
    156     while( !my_q.empty() )
    157     {
    158         VertexType v = my_q.front();
    159         my_q.pop();
    160         int n=Locate( g, v );
    161         if( n == -1 )
    162             return;
    163         e = g->adjList[n].firstedge;
    164         while( e != NULL )
    165         {
    166             if( Node_Color[e->adjvex] == WHITE )
    167             {
    168                 Node_Color[e->adjvex] = GRAY;
    169                 Distance[e->adjvex] = Distance[n]+1;
    170                 Parent[e->adjvex] = v;
    171                 my_q.push( g->adjList[e->adjvex].data );
    172             }
    173             e=e->next;
    174         }
    175         Node_Color[n]=BLACK;
    176         cout<<v<<"->";
    177     }
    178 }
    179 
    180 //打印两点间最短路径要用到Parent[],也就是说在执行这个函数时我们需要先执行BFS。因此原则上需要在函数内添加BFS
    181 void Print_Path( GraphList *g, VertexType s, VertexType t )
    182 {
    183     int m=Locate(g,t);
    184     if( s == t )
    185     {
    186         cout<<s;
    187     }
    188     else if( !Parent[m] )
    189     {
    190         cout<<"它们之间不存在路径!"<<endl;
    191     }
    192     else
    193     {
    194         Print_Path( g, s, Parent[m]);
    195         cout<<"->"<<t;
    196     }
    197 }
    198 
    199 int main( void )
    200 {
    201     GraphList g;
    202     CreateGraph(&g);
    203     cout<<endl;
    204     printGraph(&g);
    205 
    206     BFS_by_List( &g, g.adjList[0].data );
    207     cout<<endl;
    208     cout<<"从a到e的路径为:";
    209     Print_Path( &g, 'a', 'e');
    210     return 0;
    211 }
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