数据结构拓扑排序实验报告

拓扑排序[基本要求] 用邻接表建立一个有向图的存储结构。

利用拓扑排序算法输出该图的拓扑排序序列。

[编程思路]首先图的创建，采用邻接表建立，逆向插入到单链表中，特别注意有向是不需要对称插入结点，且要把输入的字符在顶点数组中定位（LocateVex(Graph G,char *name)，以便后来的遍历操作，几乎和图的创建一样，图的顶点定义时加入int indegree，关键在于indegree 的计算，而最好的就是在创建的时候就算出入度，（没有采用书上的indegree【】数组的方法，那样会增加一个indegree算法，而是在创建的时候假如一句计数的代码(G.vertices[j].indegree)++;）最后调用拓扑排序的算法，得出拓扑序列。

[程序代码]头文件：#define MAX_VERTEX_NUM 30#define STACKSIZE 30#define STACKINCREMENT 10#define OK 1#define ERROR 0#define INFEASIBLE -1#define OVERFLOW -2#define TRUE 1#define FALSE 0typedef int Status;typedef int InfoType;typedef int Status;typedef int SElemType;/* 定义弧的结构*/typedef struct ArcNode{int adjvex; /*该边所指向的顶点的位置*/struct ArcNode *nextarc; /*指向下一条边的指针*/InfoType info; /*该弧相关信息的指针*/}ArcNode;/*定义顶点的结构*/typedef struct VNode{int indegree;char data[10]; /*顶点信息*/ArcNode *firstarc; /*指向第一条依附该顶点的弧的指针*/ }VNode,AdjList[MAX_VERTEX_NUM];/*定义图的结构*/typedef struct {AdjList vertices;int vexnum,arcnum; /*图的当前顶点数和弧数*/int kind; /*图的类型标志*/}Graph;/*定义栈的结构*/typedef struct{SElemType *base;SElemType *top;int stacksize;}Stack;/*顶点定位*/int LocateVex(Graph G,char *name);/*创建有向图*/void CreateGraph(Graph &G);/*拓扑排序*/StatusTopologicalSort(Graph G);/*初始化栈*/Status InitStack(Stack &s) ;/*判断空*/Status EmptyStack(Stack s);/*压栈*/Status Push(Stack &s,int e);/*出栈*/Status Pop(Stack &s,int &e);实现文件：#include <stdio.h>#include"malloc.h"#include "tuopupaixuhead.h"#include "stdlib.h"#include "string.h"bool visited[MAX_VERTEX_NUM];/*********************************************************** * 顶点定位，返回位序* ***********************************************************/ int LocateVex(Graph G,char *name){int i;for(i=1;i<=G.vexnum;i++)if(strcmp(name,G.vertices[i].data)==0) //返回数组的位置return i;return -1;}/************************************************************ 创建有向图************************************************************/void CreateGraph(Graph &G){ArcNode *p;char name1[10],name2[10];int i,j,k;printf(" 请输入顶点数,按回车键结束：");scanf("%d",&G.vexnum);printf(" 请输入弧数,按回车键结束：");scanf("%d",&G.arcnum);printf(" 请依次输入顶点名（用空格分开且字符小于10）,按回车键结束：\n");printf(" ");for(i=1;i<=G.vexnum;i++) //初始化{scanf("%s",G.vertices[i].data);G.vertices[i].firstarc=NULL;G.vertices[i].indegree=0; //度数均初始化为0}printf("\n\n\n\n");printf(" ………………………………………输入小提示………………………………………\n");printf(" &&&&1 为避免输入遗漏，最好从选择任意一点，输入所有相邻边\n");printf(" &&&&2 输入边时格式(用空格分开，即格式为顶点（空格）顶点（空格））\n");printf(" ………………………………………输入小提示………………………………………\n\n\n\n");for(k=0;k<G.arcnum;k++){printf(" 请输入相邻的两个顶点，按回车键结束：");scanf("%s%s",name1,name2);i=LocateVex(G,name1);j=LocateVex(G,name2);(G.vertices[j].indegree)++; //每次作为弧的邻接点，则度数加1p=(ArcNode *)malloc(sizeof(ArcNode)); //申请边节点p->adjvex=j; //插入到邻接表中，注意此处为逆向插入到单链表中p->nextarc=G.vertices[i].firstarc;G.vertices[i].firstarc=p;}}/************************************************************ 初始化栈************************************************************/Status InitStack(Stack &s) //创建一个空栈{s.base=(int*)malloc(STACKSIZE*sizeof(int));if(!s.base)return (OVERFLOW);s.top=s.base;s.stacksize=STACKSIZE;return OK;}/************************************************************ 判空************************************************************/Status EmptyStack(Stack s){if(s.base==s.top)return 1;elsereturn 0;}/************************************************************ 压栈************************************************************/Status Push(Stack &s,int e){if((s.top-s.base)>s.stacksize){s.base=(SElemType*)realloc(s.base,(STACKSIZE+STACKINCREMENT)*sizeof(SElemTyp e));if(!s.base)return(OVERFLOW);s.top=s.base+s.stacksize;s.stacksize+=STACKINCREMENT;}*s.top++=e;return OK;}/************************************************************ 出栈************************************************************/Status Pop(Stack &s,int &e){e=*--s.top;return OK;}/************************************************************ 拓扑排序************************************************************/Status TopologicalSort(Graph G) //拓扑排序函数{int i,j,k,e;int count=0; //用来统计顶点的个数Stack S; //定义一个栈，用来保存入度为0的顶点InitStack(S); //初始化栈for(i=1;i<=G.vexnum;++i)if(G.vertices[i].indegree==0) //若第i个顶点的入度为0 ，i表示顶点在图中的位置Push(S,i); //将第i个顶点入栈while(!EmptyStack(S)){Pop(S,e); // 将为入度0的顶点位置出栈j=e;count++; //统计顶点的个数printf("%s ",G.vertices[j].data); //输出入度为0的顶点ArcNode *p;for(p=G.vertices[j].firstarc; p ;p=p->nextarc) //找与第j个顶点的邻接顶点，并将其入度减1 {k=p->adjvex;--(G.vertices[k].indegree);if(G.vertices[k].indegree==0) //如果入度为0,就入栈Push(S,k);}}return OK;if(count<G.vexnum) //count小于顶点的个数时候，说明有环，不符合拓扑排序的要求{printf("\n不是有向无环图!\n");return ERROR; //退出}}主文件：#include <stdio.h>#include"malloc.h"#include "tuopupaixuhead.h"#include "stdlib.h"#include "string.h"/************************************************************ 界面控制************************************************************/void main(){Graph G;printf("\n################################# 拓扑排序#################################\n");printf("\n $$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$\n");printf("\n");CreateGraph(G);printf("各点入度分布如下：\n\n");for(int i=1;i<=G.vexnum;i++){ //输出顶点的度数printf("第%d个顶点%s的度数是%d\n",i,G.vertices[i].data,G.vertices[i].indegree ); } printf("\n\n\n");printf("有向图所有顶点的拓扑排序:\n");TopologicalSort(G);printf("\n");}[实验数据与结果]测试数据：实验结果。