图的实验报告 遍历演示

院系：数学与统计学学院专业：统计学

年级： 2008级

课程名称：数据结构

学号： 08067041 姓名：刘玉芝

指导教师：强小利

2010年 12 月 8日

年级2008级

班号

02

学号 08067041

专

业

统计学姓名刘玉芝实

验名称图的遍历演示

实验

类型

设计

型

综合

型

创新型

√

实验

目的或要求要求：

1 图采用领接表的存储结构

2 深度优先搜索图

3 广度优先搜索图

实验原理（算法流程）#include

#include

#define MAX_VERTEX_NUM 20

#define STACK_INIT_SIZE 100

#define STACKINCREMENT 10

#define TRUE 1

#define OK 1

#define FALSE 0

#define ERROR 0

#define OVERFLOW -2

typedef enum{DG,DN,UDG,UDN}GraphKind;//{有向图,有向网,无向图,无向网} bool visited[MAX_VERTEX_NUM];

typedef struct ArcNode

{

int adjvex;//该弧所指向的顶点在数组中的下标

struct ArcNode *nextarc;

int *info;//该弧相关信息的指针

}ArcNode;

typedef struct VNode

{

int data;//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];

typedef struct

{

AdjList vertices;

int vexnum,arcnum;//图的当前顶点数和弧数

int kind;//图的种类标志

}ALGraph;

typedef struct

{

int *base;

int *top;

int stacksize;

}SqStack;

typedef struct QNode

{

int data;

struct QNode *next;

}QNode,*QueuePtr;

typedef struct

{

QueuePtr front;

QueuePtr rear;

}LinkQueue;

int LocateV ex(ALGraph G,int v)

{//返回数组下标值

int i;

for(i=0;i

if(G.vertices[i].data==v) return i;

return -1;

}

void CreateDN(ALGraph &G)

{//采用邻接表存储表示,构造有向图G(G.kind=DN) int i,j,k;ArcNode *p;int v1,v2;

G.kind=DN;

printf(" 输入顶点数:");

scanf("%d",&G.vexnum);

printf(" 输入弧数:");

scanf("%d",&G.arcnum);

printf(" 输入顶点:\n");

for(i=0;i

{//构造表头向量

scanf("%d",&G.vertices[i].data);

G.vertices[i].firstarc=NULL;//初始化指针

}

for(k=0;k

{

printf("第%d条弧: ",k+1);

scanf("%d",&v1);

scanf("%d",&v2);//输入一条弧的始点和终点

i=LocateV ex(G,v1);j=LocateV ex(G,v2);//确定v1和v2在G中位置

p=(ArcNode*)malloc(sizeof(ArcNode));//假定有足够空间

p->adjvex=j;p->nextarc=G.vertices[i].firstarc;

G.vertices[i].firstarc=p;

scanf("%d",&p->info);

}//for

}

int Push(SqStack &S,int e)

{//插入元素e为新的栈顶元素

if(S.top-S.base>=S.stacksize)

{//栈满，追加存储空间

S.base=(int*)realloc(S.base,(S.stacksize+STACKINCREMENT)*sizeof(int));

if(!S.base)exit(OVERFLOW); //存储分配失败

S.top=S.base+S.stacksize;

S.stacksize+=STACKINCREMENT;

}

*S.top++=e;

return OK;

}

int InitStack(SqStack &S) //栈的初始化

{

S.base=(int*)malloc(STACK_INIT_SIZE*sizeof(int));

if(!S.base)exit(OVERFLOW); //存储分配失败

S.top=S.base;

S.stacksize=STACK_INIT_SIZE;

return OK;

}

int Pop(SqStack &S,int &e) //删除栈顶元素

{//若栈不空，则删除S的栈顶元素，用e返回其值

if(S.top==S.base)

return ERROR;

e=*--S.top;

return OK;

}

int GetTop(SqStack S,int &e) //取栈顶元素

{//若栈不空，则用e返回S的栈顶元素

if(S.top==S.base)

return ERROR;

e=*(S.top-1);

return OK;

}

int StackEmpty(SqStack S) //栈空

{

if(S.top==S.base)

return TRUE;

else

return FALSE;

}

int InitQueue(LinkQueue &Q) //队列初始化

{

Q.front=Q.rear=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));

if(!Q.front)exit(OVERFLOW);

Q.front->next=NULL;

return OK;

}

int EnQueue(LinkQueue &Q,int e) //插入

{//插入元素e为Q的新的队尾元素

QueuePtr p=(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));

if(!p)exit(OVERFLOW);

p->data=e;p->next=NULL;

Q.rear->next=p;

Q.rear=p;

return OK;

}

int DeQueue(LinkQueue &Q,int &e)

{若队列不空，则删除Q的队头元素，用e返回其值if(Q.front==Q.rear)

return ERROR;

QueuePtr p=Q.front->next;

e=p->data;

Q.front->next=p->next;

if(Q.rear==p)Q.rear=Q.front;

free(p);

return OK;

}

int QueueEmpty(LinkQueue Q) //队列空

{

if(Q.front==Q.rear)

return TRUE;

else

return FALSE;

}

int FirstAdjV ex(ALGraph G,int u)

{

if(!G.vertices[u].firstarc)

return -1;

return LocateV ex(G,G.vertices[u].firstarc->adjvex);

}

int NextAdjV ex(ALGraph G,int u,int w)

{

ArcNode *p=G.vertices[u].firstarc;

while(p&&LocateV ex(G,p->adjvex)!=w)

p=p->nextarc;

if(!p)

return FirstAdjV ex(G,u);

p=p->nextarc;

if(!p)

return -1;

return LocateV ex(G,p->adjvex);

}

void Visit(ALGraph G,int v)

{

printf("%2d",G.vertices[v].data);

}

void DFSTraverse(ALGraph G)

{//按深度优先非递归遍历图G,使用辅助栈S和访问标志数组visited int v,w;SqStack S;

for(v=0;v

visited[v]=FALSE;

InitStack(S);

for(v=0;v

if(!visited[v])

{//v尚未被访问

visited[v]=TRUE;

V isit(G,v);

Push(S,v);//v进栈

while(!StackEmpty(S))

{

for(w=FirstAdjV ex(G,v);w>=0;w=NextAdjV ex(G,v,w))

{

if(!visited[w])

{

V isit(G,w);

visited[w]=TRUE;

Push(S,w);

GetTop(S,v);

}//if

}//for

Pop(S,v);

GetTop(S,v);

}//while

}//if

printf("\n");

}

void BFSTraverse(ALGraph G)

{//按广度优先非递归遍历图G,使用辅助队列Q和访问标志数组visited int v,u,w;LinkQueue Q;

for(v=0;v

visited[v]=FALSE;

InitQueue(Q);

for(v=0;v

if(!visited[v])

{//v尚未被访问

visited[v]=TRUE;

V isit(G,v);

EnQueue(Q,v);//v入队列

while(!QueueEmpty(Q))

{

DeQueue(Q,u);//队头元素出队并置为u

for(w=FirstAdjV ex(G,u);w>=0;w=NextAdjV ex(G,u,w))

if(!visited[w])

{//w为u的尚未访问的邻接顶点

visited[w]=TRUE;Visit(G,w);

EnQueue(Q,w);

}//if

}//while

}//if

printf("\n");

}

void PrintDN(ALGraph G) //图的显示

{

int i;ArcNode *p;

printf("顶点:\n");

for(i=0;i

printf("%2d",G.vertices[i].data);

printf("\n弧:\n");

for(i=0;i

{

p=G.vertices[i].firstarc;

if(p)

{

while(p)

{

printf("%d→%d(%d)\t",i,p->adjvex,p->info);

p=p->nextarc;

}

printf("\n");

}//if

}//for

}

void main()

{

ALGraph G;

printf("************题目：图的遍历***************\n\n"); CreateDN(G);

PrintDN(G);

printf(" 深度优先遍历:");

DFSTraverse(G);

printf("\n 广度优先遍历:");

BFSTraverse(G);

}

组

内

分

工

（

可

选

）

8 2

2 1

6 7 3 1

6 4 5 4 3

9 5

7

（所要遍历的图）

主程序

实

验

结

果

分

析

及

心

得

体

会

实验结果

成

绩

评定教师签名：

2010年月日