实验目的：
1. 掌握图的邻接矩阵和邻接表的存储结构；
2. 验证图在不同存储结构下遍历操作的实现。
3. 掌握图的实际应用
实验内容：
采用邻接矩阵/邻接表建立图（无向图，有向图，无向网络，有向网络）；
采用深度优先/广度优先搜索方式遍历图；
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
//#include <LIMITS.H>
using namespace std;
#define Status int
#define VRType int
#define InfoType char
#define VertexType char
#define ERROR 0
#define OK 1
#define TRUE 1
#define FALSE 0
#define INFINITY 0 //最大值
#define MAX_VERTEX_NUM 20 //最大顶点个数
bool visited[MAX_VERTEX_NUM];//访问标志数组
typedef struct ArcCell//邻接矩阵(元素)类型
{
VRType adj; //顶点关系(边或弧),图用1 表示是否相邻,网为权值
InfoType *info; //边或弧的相关信息指针
} ArcCell, AdjMatrix[MAX_VERTEX_NUM][MAX_VERTEX_NUM];
typedef struct//图的邻接矩阵类型
{
VertexType vexs[MAX_VERTEX_NUM]; //顶点向量
AdjMatrix arcs; //邻接矩阵
int vexnum,arcnum; //图的顶点数和边或弧数
} Mgraph;
void (*VisitFunc)(Mgraph G,int v);//函数变量
void Input(InfoType *info)//录入弧
{
info=(char*)malloc(sizeof(char));
scanf("%c",&*info);
}
Status LocateVex(Mgraph &G,VertexType u)//若G中存在点u,则返回该点在图中的位置
{
int Loc;
for(Loc=0; Loc<G.vexnum; Loc++)
{
if(G.vexs[Loc]==u)
{
return Loc;
}
}
return -1;
}
Status CreateDG(Mgraph &G)//采用邻接矩阵表示法，构造有向图G
{
int IncInfo,i,j,k;
char v1,v2;
printf("请输入图的顶点数(1~20):
");
scanf("%d",&G.vexnum);
getchar();
printf("请输入图的弧数:
");
scanf("%d",&G.arcnum);
getchar();
printf("各弧是否含有其他信息（1(有)，0(没有)）：
");
scanf("%d",&IncInfo);
getchar();
for(i=0; i<G.vexnum; i++)
{
printf("请输入第%d个顶点:
",i+1);
scanf("%c",&G.vexs[i]);
getchar();
}
for(i=0; i<G.vexnum; i++)
{
for(j=0; j<G.vexnum; j++)
{
G.arcs[i][j].adj=INFINITY;
G.arcs[i][j].info=NULL;
}
}
for(k=0; k<G.arcnum; k++)
{
printf("请输入一条弧连接的顶点:
");
printf("弧尾顶点：
");//输入一条弧依附的顶点
scanf("%c",&v1);
getchar();
printf("弧头顶点：
");
scanf("%c",&v2);
getchar();
i=LocateVex(G,v1);
j=LocateVex(G,v2);//确定v1和v2在G中的位置
G.arcs[i][j].adj=1;//v1和v2的连接关系
if(IncInfo)
{
Input(G.arcs[i][j].info);//若弧含有相关信息，则输入
}
}
return OK;
}//CreateDG
Status CreateDN(Mgraph &G)//采用邻接矩阵表示法，构造有向网G
{
int IncInfo,i,j,k,w;
char v1,v2;
printf("请输入图的顶点数(1~20):
");
scanf("%d",&G.vexnum);
getchar();
printf("请输入图的弧数:
");
scanf("%d",&G.arcnum);
getchar();
printf("各弧是否含有其他信息（1(有)，0(没有)）
");
scanf("%d",&IncInfo);
getchar();
for(i=0; i<G.vexnum; ++i) //构造顶点向量
{
printf("请输入第%d个顶点：",i+1);
scanf("%c",&G.vexs[i]);
getchar();
}
for(i=0; i<G.vexnum; ++i) //初始化邻接矩阵
{
for(j=0; j<G.vexnum; ++j)
{
G.arcs[i][j].adj=INFINITY;
G.arcs[i][j].info=NULL;
}
}
for(k=0; k<G.arcnum; ++k) //构造邻接矩阵
{
printf("请输入一条弧连接的顶点及权值
");
printf("弧尾顶点：
");//输入一条弧连接的顶点及权值
scanf("%c",&v1);
getchar();
printf("弧头顶点：
");
scanf("%c",&v2);
getchar();
printf("权值：
");
scanf("%d",&w);
getchar();
i=LocateVex(G,v1);
j=LocateVex(G,v2);//确定v1和v2在G中的位置
G.arcs[i][j].adj=w;//弧<v1,v2>的权值
if(IncInfo)
{
Input(G.arcs[i][j].info);//若弧含有相关信息，则输入
}
}
return OK;
}//CreateDN
Status CreateUDG(Mgraph &G)//采用邻接矩阵表示法，构造无向图G
{
int IncInfo,i,j,k;
char v1,v2;
printf("请输入图的顶点数(1~20):
");
scanf("%d",&G.vexnum);
getchar();
printf("请输入图的弧数:
");
scanf("%d",&G.arcnum);
getchar();
printf("各弧是否含有其他信息（1(有)，0(没有)）
");
scanf("%d",&IncInfo);
getchar();
for(i=0; i<G.vexnum; ++i) //构造顶点向量
{
printf("请输入第%d个顶点：",i+1);
scanf("%c",&G.vexs[i]);
getchar();
}
for(i=0; i<G.vexnum; ++i) //初始化邻接矩阵
{
for(j=0; j<G.vexnum; ++j)
{
G.arcs[i][j].adj=INFINITY;
G.arcs[i][j].info=NULL;
}
}
for(k=0; k<G.arcnum; ++k) //构造邻接矩阵
{
printf("请输入一条弧连接的顶点
");
printf("弧尾顶点：
");//输入一条弧依附的顶点
scanf("%c",&v1);
getchar();
printf("弧头顶点：
");
scanf("%c",&v2);
getchar();
i=LocateVex(G,v1);
j=LocateVex(G,v2);//确定v1和v2在G中的位置
G.arcs[i][j].adj=1;//v1和v2的连接关系
if(IncInfo)
{
Input(G.arcs[i][j].info);//若弧含有相关信息，则输入
}
G.arcs[j][i]=G.arcs[i][j];//置<v1,v2>的对称弧<v2,v1>
}
return OK;
}//CreateUDG
Status CreateUDN(Mgraph &G)//采用邻接矩阵表示法，构造无向网G
{
int IncInfo,i,j,k,w;
char v1,v2;
printf("请输入图的顶点数(1~20):
");
scanf("%d",&G.vexnum);
getchar();
printf("请输入图的弧数:
");
scanf("%d",&G.arcnum);
getchar();
printf("各弧是否含有其他信息（1(有)，0(没有)）:
");
scanf("%d",&IncInfo);
getchar();
for(i=0; i<G.vexnum; ++i)
{
printf("请输入第%d个顶点：",i+1);
scanf("%c",&G.vexs[i]);
getchar();
}//构造顶点向量
for(i=0; i<G.vexnum; ++i)
{
for(j=0; j<G.vexnum; ++j)
{
G.arcs[i][j].adj=INFINITY;
G.arcs[i][j].info=NULL;
}
}//初始化邻接矩阵
for(k=0; k<G.arcnum; ++k) //构造邻接矩阵
{
printf("请输入一条弧连接的顶点及权值
");
printf("弧尾顶点：
");//输入一条弧连接的顶点及权值
scanf("%c",&v1);
getchar();
printf("弧头顶点：
");
scanf("%c",&v2);
getchar();
printf("权值：
");
scanf("%d",&w);
getchar();
i=LocateVex(G,v1);
j=LocateVex(G,v2);//确定v1和v2在G中的位置
G.arcs[i][j].adj=w;//弧<v1,v2>的权值
if(IncInfo)
{
Input(G.arcs[i][j].info);//若弧含有相关信息，则输入
}
G.arcs[j][i]=G.arcs[i][j];//置<v1,v2>的对称弧<v2,v1>
}
return OK;
}//CreateUDN
Status FirstAdjVex(Mgraph G,int v)//返回v的第一个邻接顶点
{
int i;
if(v>=0&&v<G.vexnum)
{
for(i=0; i<G.vexnum; i++)
{
if(G.arcs[v][i].adj)
{
return i;
}
}
}
return -1;
}//FirstAdjVex
Status NextAdjVex(Mgraph G,int v,int w)//返回v的（相对于w的）下一个邻接顶点
{
int i;
if(v>=0 && v<G.vexnum)
{
if(w>=0 && w<G.vexnum)
{
for(i=w+1; i<G.vexnum; i++)
{
if(G.arcs[v][i].adj)
{
return i;
}
}
}
}
return -1;
}//NextAdjVex
void Print_JZ(Mgraph G)//打印矩阵
{
int i,j;
for(i=0; i<G.vexnum; i++)
{
for(j=0; j<G.vexnum; j++)
{
printf("%d ",G.arcs[i][j].adj);
}
printf("
");
}
}
void Print(Mgraph G,int v)
{
printf("%c",G.vexs[v]);
}
void DFS(Mgraph G,int v)
{
//从第v个顶点出发递归地深度优先遍历图G
int w;
visited[v]=TRUE;
VisitFunc(G,v);//访问第v个顶点
for(w=FirstAdjVex(G,v); w>0; w=NextAdjVex(G,v,w))
{
if(!visited[w])
{
DFS(G,w);//对v的尚未访问的邻接顶点w递归调用DFS
}
}
}//DFS
void DFSTraverse(Mgraph G,void (*Print)(Mgraph G,int v))
{
//对图G做深度优先遍历
int v;
VisitFunc=Print;//使用全局变量VisitFunc，使DFS不必设函数指针参数
for(v=0; v<G.vexnum; ++v)
{
visited[v]=FALSE;//访问标志数组初始化
}
for(v=0; v<G.vexnum; ++v)
{
if(!visited[v])
{
DFS(G,v);//对尚未访问的顶点调用DFS
}
}
}//DFSTraverse
int main()
{
char Ch;
Mgraph G;
while(1)
{
system("cls");
printf("请选择操作：
");
printf("1.构造有向图
2.构造有向网
3.构造无向图
4.构造无向网
5.退出
");
scanf("%c",&Ch);
getchar();
switch(Ch)
{
case '1':
CreateDG(G);//构造有向图G
printf("有向图G的邻接矩阵为：
");
Print_JZ(G);
printf("有向图G的深度优先遍历：
");
DFSTraverse(G,Print);
getchar();
system("pause");
break;
case '2':
CreateDN(G);//构造有向网G
printf("有向网G的邻接矩阵为：
");
Print_JZ(G);
printf("有向网G的深度优先遍历：
");
DFSTraverse(G,Print);
getchar();
system("pause");
break;
case '3':
CreateUDG(G);//构造无向图G
printf("无向图G的邻接矩阵为：
");
Print_JZ(G);
printf("无向图G的深度优先遍历：
");
DFSTraverse(G,Print);
getchar();
system("pause");
break;
case '4':
CreateUDN(G);//构造无向网G
printf("无向网G的邻接矩阵为：
");
Print_JZ(G);
printf("无向网G的深度优先遍历：
");
DFSTraverse(G,Print);
getchar();
system("pause");
break;
case '5':
exit(0);
break;
default:
printf("选择错误！
");
system("pause");
}
return 0;
}
}
运行效果如图：
使用了邻接矩阵和深度优先算法