数据结构——图（C/C++）

目录

• 一、图的基本知识
  • 1.1 图的一般存结构
• 二、图的基本算法

一、图的基本知识

  对于图这个数据结构，我们通常有两种普遍的存储方式。分别时邻接表法和矩阵法参考博客。虽然图的结构会比二叉树复杂一些，但是整个图的算法会比二叉树简单，主要原因我觉得，至少图没有那么多难理解的递归算法。一般来说，我们解决图的问题的时候也总是需要，面对问题来创建图的结构。但是这样的话，当我们需要在及短的时间重新为这个问题定制一套算法，对于我这种普通人，就会很难受。所以，我们换一个思路去解决问题。我们可以把题目中给的图的信息，转化为我们最常用的图的结构存储起来，这样我们只需要临时写一个转换的接口函数。这样难道不香吗？故，我的图的结构是一个比较完善，尽管，也会对于某些问题稍显复杂，对某些问题又略显简单。但是一般思路都差不了多少，还是那句话学计算机，有手就行。

1.1 图的一般存结构

#define MYDATA char			//节点本身信息
#define INT int
#define P_NODE NODE*			//节点指针对象
#define P_EDGE EDGE*

using namespace std;
class NODE;	//图节点
class EDGE;//边信息
class Graph;//图结构

class NODE
{
public:
	MYDATA val;
	INT in, out;
	list<P_NODE> *nexts;			//都定义指针是为了在堆上面开辟信息
	list<P_EDGE> *edges;			//该节点有的边信息
	NODE()
	{
		val = 0;
		in = out = 0;
		nexts = new list<P_NODE>();
		edges = new list<P_EDGE>();
	}
};
class EDGE					//边信息
{
public:
	P_NODE from;
	P_NODE to;
	INT weight;
	EDGE()
	{
		from = NULL;
		to = NULL;
		weight = 0;
	}
};


class Graph
{
public:
	map<MYDATA, P_NODE> *pGra;
	list<P_EDGE> *pEge;
	Graph()
	{
		pGra = new map<MYDATA,P_NODE>();
		pEge = new list<P_EDGE>();
	}
	void createGra(MYDATA[][3],int);        //接口是二维数组转化为图。第一列代表权重，第二列代表起始点，第三列代表结束点。
	void BFS(MYDATA);      //  广度遍历
	void DFS(MYDATA);      //深度遍历
};

二、图的基本算法

#include "graph.h"
//赋值函数
void eva(P_NODE &f,P_NODE &n,P_EDGE &e,MYDATA *a)
{
	f->val = a[1];
	f->out++;
	n->val = a[2];
	n->in++;

	e->from = f;
	e->to = n;
	e->weight = a[0];
}
void Graph::createGra(MYDATA arr[][3],int C)
{
	P_NODE pf = NULL;//源节点
	P_NODE pn = NULL;//目地节点
	P_EDGE pe = NULL;//边节点
	int i = 0;//图节点的个数
	while (i<C)						//直到所有图节点录入完毕
	{
		try {
			pe = new EDGE();
		}
		catch (exception e)				//申请空间异常
		{
			cout << e.what() << endl;
		}		
		if (pGra->find(arr[i][1]) == pGra->end())//判断是已经在map中有值
		{
			pf = new NODE();
			pGra->insert(pair<MYDATA, P_NODE>(arr[i][1], pf));//将前值点插入地图中
		}
		if (pGra->find(arr[i][2]) == pGra->end())//判断是已经在map中有值
		{
			pn = new NODE();
			pGra->insert(pair<MYDATA, P_NODE>(arr[i][2], pn));//将前值点插入地图中
		}
		eva(pGra->at(arr[i][1]), pGra->at(arr[i][2]), pe, arr[i]);	//赋值操作
		pGra->at(arr[i][1])->nexts->push_back(pn);
		pGra->at(arr[i][2])->edges->push_back(pe);
		pEge->push_back(pe);
		i++;
	}

}
void Graph::BFS(MYDATA d)			//宽度遍历
{
	queue<P_NODE> q;
	set<P_NODE> s;//这个验证是否有节点已经进入队列
	q.push(pGra->at(d));
	s.insert(pGra->at(d));
	while (!q.empty())
	{
		P_NODE term = q.front();
		q.pop();//出队列
		cout << term->val << " ";
		
		for (list<P_NODE>::iterator it = term->nexts->begin(); it!= term->nexts->end(); ++it)
		{
			if (s.find(*it) == s.end())
			{
				s.insert(*it);
				q.push(*it);
			}
			
		}
	}
}
void Graph::DFS(MYDATA d)			//深度遍历——随便哪一个点先进入都可以
{
	if (pGra->at(d) == NULL)
	{
		return;
	}
	stack<P_NODE> st;
	set<P_NODE> se;
	st.push(pGra->at(d));//先把头节点放入栈中
	se.insert(pGra->at(d));//在放入set当中
	cout << (pGra->at(d))->val << " ";
	while (!st.empty())
	{
		P_NODE term = st.top();//出栈
		st.pop();
		
		for (list<P_NODE>::iterator it = term->nexts->begin(); it != term->nexts->end(); ++it)
		{
			if (se.find(*it) == se.end())
			{
				st.push(term);
				st.push(*it);
				se.insert(*it);
				cout << (*it)->val << " ";
				break;
			}
		}
	}




}