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  • 邻接表无向图(二)之 C++详解

    本章是通过C++实现邻接表无向图。

    目录

    1. 邻接表无向图的介绍
    2. 邻接表无向图的代码说明
    3. 邻接表无向图的完整源码

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    邻接表无向图的介绍

    邻接表无向图是指通过邻接表表示的无向图。

    上面的图G1包含了"A,B,C,D,E,F,G"共7个顶点,而且包含了"(A,C),(A,D),(A,F),(B,C),(C,D),(E,G),(F,G)"共7条边。

    上图右边的矩阵是G1在内存中的邻接表示意图。每一个顶点都包含一条链表,该链表记录了"该顶点的邻接点的序号"。例如,第2个顶点(顶点C)包含的链表所包含的节点的数据分别是"0,1,3";而这"0,1,3"分别对应"A,B,D"的序号,"A,B,D"都是C的邻接点。就是通过这种方式记录图的信息的。

    邻接表无向图的代码说明

    1. 基本定义

    #define MAX 100
    // 邻接表
    class ListUDG
    {
        private: // 内部类
            // 邻接表中表对应的链表的顶点
            class ENode
            {
                public:
                    int ivex;           // 该边所指向的顶点的位置
                    ENode *nextEdge;    // 指向下一条弧的指针
            };
    
            // 邻接表中表的顶点
            class VNode
            {
                public:
                    char data;          // 顶点信息
                    ENode *firstEdge;   // 指向第一条依附该顶点的弧
            };
    
        private: // 私有成员
            int mVexNum;             // 图的顶点的数目
            int mEdgNum;             // 图的边的数目
            VNode mVexs[MAX];
    
        public:
            // 创建邻接表对应的图(自己输入)
            ListUDG();
            // 创建邻接表对应的图(用已提供的数据)
            ListUDG(char vexs[], int vlen, char edges[][2], int elen);
            ~ListUDG();
    
            // 打印邻接表图
            void print();
    
        private:
            // 读取一个输入字符
            char readChar();
            // 返回ch的位置
            int getPosition(char ch);
            // 将node节点链接到list的最后
            void linkLast(ENode *list, ENode *node);
    };
    

    (01) ListUDG是邻接表对应的结构体。
    mVexNum是顶点数,mEdgNum是边数;mVexs则是保存顶点信息的一维数组。

    (02) VNode是邻接表顶点对应的结构体。
    data是顶点所包含的数据,而firstEdge是该顶点所包含链表的表头指针。

    (03) ENode是邻接表顶点所包含的链表的节点对应的结构体。
    ivex是该节点所对应的顶点在vexs中的索引,而nextEdge是指向下一个节点的。

    2. 创建矩阵

    这里介绍提供了两个创建矩阵的方法。一个是用已知数据,另一个则需要用户手动输入数据

    2.1 创建图(用已提供的矩阵)

    /*
     * 创建邻接表对应的图(用已提供的数据)
     */
    ListUDG::ListUDG(char vexs[], int vlen, char edges[][2], int elen)
    {
        char c1, c2;
        int i, p1, p2;
        ENode *node1, *node2;
    
        // 初始化"顶点数"和"边数"
        mVexNum = vlen;
        mEdgNum = elen;
        // 初始化"邻接表"的顶点
        for(i=0; i<mVexNum; i++)
        {
            mVexs[i].data = vexs[i];
            mVexs[i].firstEdge = NULL;
        }
    
        // 初始化"邻接表"的边
        for(i=0; i<mEdgNum; i++)
        {
            // 读取边的起始顶点和结束顶点
            c1 = edges[i][0];
            c2 = edges[i][1];
    
            p1 = getPosition(c1);
            p2 = getPosition(c2);
            // 初始化node1
            node1 = new ENode();
            node1->ivex = p2;
            // 将node1链接到"p1所在链表的末尾"
            if(mVexs[p1].firstEdge == NULL)
              mVexs[p1].firstEdge = node1;
            else
                linkLast(mVexs[p1].firstEdge, node1);
            // 初始化node2
            node2 = new ENode();
            node2->ivex = p1;
            // 将node2链接到"p2所在链表的末尾"
            if(mVexs[p2].firstEdge == NULL)
              mVexs[p2].firstEdge = node2;
            else
                linkLast(mVexs[p2].firstEdge, node2);
        }
    }
    

    该函数的作用是创建一个邻接表无向图。实际上,该方法创建的无向图,就是上面图G1。调用代码如下:

    char vexs[] = {'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G'};
    char edges[][2] = {
        {'A', 'C'}, 
        {'A', 'D'}, 
        {'A', 'F'}, 
        {'B', 'C'}, 
        {'C', 'D'}, 
        {'E', 'G'}, 
        {'F', 'G'}};
    int vlen = sizeof(vexs)/sizeof(vexs[0]);
    int elen = sizeof(edges)/sizeof(edges[0]);
    ListUDG* pG;
    
    pG = new ListUDG(vexs, vlen, edges, elen);
    

    2.2 创建图(自己输入)

    /*
     * 创建邻接表对应的图(自己输入)
     */
    ListUDG::ListUDG()
    {
        char c1, c2;
        int v, e;
        int i, p1, p2;
        ENode *node1, *node2;
    
        // 输入"顶点数"和"边数"
        cout << "input vertex number: ";
        cin >> mVexNum;
        cout << "input edge number: ";
        cin >> mEdgNum;
        if ( mVexNum < 1 || mEdgNum < 1 || (mEdgNum > (mVexNum * (mVexNum-1))))
        {
            cout << "input error: invalid parameters!" << endl;
            return ;
        }
    
        // 初始化"邻接表"的顶点
        for(i=0; i<mVexNum; i++)
        {
            cout << "vertex(" << i << "): ";
            mVexs[i].data = readChar();
            mVexs[i].firstEdge = NULL;
        }
    
        // 初始化"邻接表"的边
        for(i=0; i<mEdgNum; i++)
        {
            // 读取边的起始顶点和结束顶点
            cout << "edge(" << i << "): ";
            c1 = readChar();
            c2 = readChar();
    
            p1 = getPosition(c1);
            p2 = getPosition(c2);
            // 初始化node1
            node1 = new ENode();
            node1->ivex = p2;
            // 将node1链接到"p1所在链表的末尾"
            if(mVexs[p1].firstEdge == NULL)
              mVexs[p1].firstEdge = node1;
            else
                linkLast(mVexs[p1].firstEdge, node1);
            // 初始化node2
            node2 = new ENode();
            node2->ivex = p1;
            // 将node2链接到"p2所在链表的末尾"
            if(mVexs[p2].firstEdge == NULL)
              mVexs[p2].firstEdge = node2;
            else
                linkLast(mVexs[p2].firstEdge, node2);
        }
    }
    

    该函数是读取用户的输入,将输入的数据转换成对应的无向图。

    邻接表无向图的完整源码

    点击查看:源代码

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