实验十三 图的基本操作—邻接表存储结构

浙江大学城市学院实验报告课程名称数据结构基础实验项目名称实验十三图的基本操作—邻接表存储结构学生姓名专业班级学号实验成绩指导老师（签名）日期2015-1-15一.实验目的和要求1、掌握图的存储结构：邻接表。

2、学会对图的存储结构进行基本操作。

二.实验内容1、图的邻接表的定义及实现：建立头文件AdjLink.h，在该文件中定义图的邻接表存储结构，并编写图的初始化、建立图、输出图、输出图的每个顶点的度等基本操作实现函数。

同时在主函数文件test5_2.cpp中调用这些函数进行验证。

2、选做：编写图的深度优先遍历函数与广度优先遍历函数，要求把这两个函数添加到头文件AdjLink.h中，并在主函数文件test5_2.cpp中添加相应语句进行测试。

3、填写实验报告，实验报告文件取名为report13.doc。

4、上传实验报告文件report13.doc及源程序文件test5_2.cpp、AdjLink.h到Ftp服务器上自己的文件夹下。

三. 函数的功能说明及算法思路（包括每个函数的功能说明，及一些重要函数的算法实现思路）邻接表表示法的C语言描述：typedef struct Node{int adjvex; // 邻接点的位置WeightType weight; //权值域，根据需要设立struct Node *next; // 指向下一条边（弧）} edgenode; // 边结点typedef edgenode *adjlist[ MaxVertexNum ];//定义图的邻接表结构类型（没包含顶点信息）typedef struct{vexlist vexs; //顶点数据元素adjlist List; //边结点int n; //顶点数int k1,k2; //k1为有无向，k2为有无权}Adjlist;const int MaxVertexNum = 10; /*图的最大顶点数*/const int MaxEdgeNum = 100; /*图的最大边数*/const int MaxValue = 10000; /*无穷大的具体值*/typedef int WeightType; /*定义权的类型*/typedef char VertexType;typedef VertexType vexlist[MaxVertexNum]; /*定义顶点数组类型*/抽象数据类型：ADT Graph isData:一个邻接表，存储类型用adjlist表示Operations:void InitAdjoin(adjlist GL)//初始化函数void CreateAdjoin(adjlist GL,int n,char *s,int k1,int k2)//建立邻接表函数void PrintAdjoin( adjlist GL, int n, int k1, int k2)//把邻接表表示的图用顶点集和边集的形式输出的算法void PrintDegree(vexlist V,adjlist GL,int n,int k1)//输出图的每个顶点的度void dfsAdjoin(adjlist GL,int i,int n,bool *visited)//深度优先遍历函数 void bfsAdjoin(adjlist GL,int i,int n, bool *visited)//广度优先遍历end度的算法（PrintDegree）：建立一个数组存放所以顶点的度，若为无向图，根据边缘结点的指针数组计算该结点的度；若为有向图，查找所有边缘结点的邻接点域，当前结点的度为该节点对应的度+1队列：typedef char ElemType;struct Queue{ElemType *queue;int front,rear;int MaxSize;};Operations:void InitQueue(Queue &Q) //初始化循环队列Qint EmptyQueue(Queue Q)//判断队列是否为空，空返回1，否则返回0void EnQueue(Queue &Q,ElemType item)// 入队列ElemType OutQueue(Queue &Q) // 出队列end Queue四. 实验结果与分析（包括运行结果截图、结果分析等）无向无权图：有向无权图：无向有权图：有向有权图：五. 心得体会该邻接表与上一个实验邻接矩阵差不多，做起来比较简单，只是将度的算法比较麻烦。

【附录----源程序】test5_2.cpp：#include<iostream.h>#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<string.h>#include<strstrea.h>const int MaxVertexNum = 10; /*图的最大顶点数*/const int MaxEdgeNum = 100; /*图的最大边数*/const int MaxValue = 10000; /*无穷大的具体值*/typedef int WeightType; /*定义权的类型*/typedef char VertexType;typedef VertexType vexlist[MaxVertexNum]; /*定义顶点数组类型*/#include "AdjLink.h"void main(){Adjlist GL;//邻接表int i;cout<<"请输入图的顶点数:";cin>>GL.n;cout<<"请输入图的顶点集合(如:abc…)"<<endl;for(i=0; i<GL.n; i++)cin>>GL.vexs[i];cout<<"请输入图是否有向和是否无权选择(0为否，1为是) :";cin>>GL.k1>>GL.k2;bool *visited=new bool[GL.n]; //定义并动态分配标志数组InitAdjoin(GL.List);cout<<"输入图的边集:";char *a=new char[100];cin>>a;CreateAdjoin(GL.List,GL.n,a,GL.k1,GL.k2);PrintDegree(GL.vexs,GL.List,GL.n,GL.k1);cout<<"按图的邻接表得到的深度优先遍历序列:"<<endl;for(i=0;i<GL.n;i++) visited[i]=false;dfsAdjoin(GL.List,0,GL.n,visited);cout<<endl;cout<<"按图的邻接表得到的广度优先遍历序列:"<<endl;for(i=0;i<GL.n;i++) visited[i]=false;bfsAdjoin(GL.List,0,GL.n,visited);cout<<endl;PrintAdjoin(GL.List,GL.n,GL.k1,GL.k2);}AdjLink.h：typedef struct Node{int adjvex; // 邻接点的位置WeightType weight; //权值域，根据需要设立struct Node *next; // 指向下一条边（弧）} edgenode; // 边结点typedef edgenode *adjlist[ MaxVertexNum ];//定义图的邻接表结构类型（没包含顶点信息）typedef struct{vexlist vexs; //顶点数据元素adjlist List; //边结点int n; //顶点数int k1,k2; //k1为有无向，k2为有无权}Adjlist;void InitAdjoin(adjlist GL)//初始化函数{int i;for(i=0;i<MaxVertexNum;i++)GL[i] = NULL;}void CreateAdjoin(adjlist GL,int n,char *s,int k1,int k2)//建立邻接表函数{// n为顶点数。

k1=0 代表无向图否则为有向图,// k2 =0 代表无权图否则为带权图。

// s存放边集，如：{<2,3>3,<1,0>8,<2,0>6}，{(2,3),(1,0),(2,0)}istrstream sin(s);char c1,c2,c3;int i, j;WeightType w;edgenode *p; //将指向新申请的边结点sin>>c1; //读入第一个字符‘{’if(k2==0) // 建立无权图do {sin>>c1>>i>>c2>>j>>c3;p = (edgenode *) malloc(sizeof(edgenode));p->adjvex=j; p->weight=1; //插入边结点p->next = GL[i]; GL[i] = p;if (k1==0) { //对无向图，需再插入一个边结点p = (edgenode *) malloc(sizeof(edgenode));p->adjvex=i; p->weight=1;p->next = GL[j];GL[j] = p;}sin>>c1; //读入‘,’或‘}’} while ( c1==',');else // 建立有权图do {sin>>c1>>i>>c2>>j>>c3>>w;p = (edgenode *) malloc(sizeof(edgenode));p->adjvex=j; p->weight=w; //插入边结点p->next = GL[i]; GL[i] = p;if (k1==0) { //对无向图，需再插入一个边结点p = (edgenode *) malloc(sizeof(edgenode));p->adjvex=i; p->weight=w;p->next = GL[j];GL[j] = p;}sin>>c1; //读入‘,’或‘}’} while ( c1==',' );}void PrintAdjoin( adjlist GL, int n, int k1, int k2)//把邻接表表示的图用顶点集和边集的形式输出的算法{// k1=0 代表无向图否则为有向图,// k2 =0 代表无权图否则为带权图int i, j;edgenode *p;cout<<" V={ "; //准备输出顶点集for (i=0; i<n-1; i++)cout<<i<<',';cout<<n-1<<'}'<<endl;cout<<" E={ "; //准备输出边集for (i=0; i<n; i++) {if(k2==0){ //无权图p=GL[i];while(p){ //输出顶点i 的邻接表j=p->adjvex;if(k1==0){ //无向图if (i<j)cout<<'('<<i<<','<<j<<')'<<',';}else //有向图cout<<'<'<<i<<','<<j<<'>'<<',';p=p->next;}}else{ //带权图p=GL[i];while(p){j=p->adjvex;if(k1==0){ //无向图if (i<j)cout<<'('<<i<<','<<j<<')'<<p->weight<<',';}else //有向图cout<<'<'<<i<<','<<j<<'>'<<p->weight<<',';p=p->next;}}} //forcout<<'}'<<endl;}void PrintDegree(vexlist V,adjlist GL,int n,int k1) //输出图的每个顶点的度{int i,j;int *d=new int[n];//存放结点的度的数组edgenode *p,*q;for(i=0;i<n;i++){d[i]=0;p=GL[i];while(p){d[i]++;p=p->next;}if(k1){for(j=0;j<n;j++){q=GL[j];while(q){if(q->adjvex==i)d[i]++;q=q->next;}}}cout<<V[i]<<"的度为"<<d[i]<<endl;}delete[] d;}/*===================选作部分================================*/ typedef char ElemType;struct Queue{ElemType *queue;int front,rear;int MaxSize;};void InitQueue(Queue &Q) //初始化循环队列Q{Q.MaxSize=10;Q.queue=(ElemType *)malloc(sizeof(ElemType)*Q.MaxSize);Q.rear=Q.front=0;}int EmptyQueue(Queue Q)//判断队列是否为空，空返回1，否则返回0{return Q.front==Q.rear;}void EnQueue(Queue &Q,ElemType item)// 入队列{if((Q.rear+1) % Q.MaxSize == Q.front){//若队列已满，重新分配2倍大的空间Q.queue=(ElemType *)realloc(Q.queue,2*Q.MaxSize*sizeof(ElemType));if(Q.rear != Q.MaxSize-1){ //原队列尾部内容向后移for(int i=0; i<=Q.rear; i++)Q.queue[i+Q.MaxSize] = Q.queue[i];Q.rear=Q.rear+Q.MaxSize;}Q.MaxSize=2*Q.MaxSize;}// 插入itemQ.rear=(Q.rear+1)%Q.MaxSize;Q.queue[Q.rear]=item;}ElemType OutQueue(Queue &Q) // 出队列{if(Q.front==Q.rear){ //若空队列，则结束运行cerr<< "队列已空，无法删除!" <<endl;exit(1);}//删除队头元素，并返回该元素Q.front=(Q.front +1)%Q.MaxSize;return Q.queue[Q.front];}void dfsAdjoin(adjlist GL,int i,int n,bool *visited)//深度优先遍历函数{ //从vi出发进行DFSint j;cout<<i<<' '; //访问顶点vivisited[i] = 1; //置访问标志edgenode *p=GL[i]; //取vi的第一个邻接点while(p != NULL){ //依次取vi的每个邻接点j = p->adjvex;if(!visited[j])dfsAdjoin(GL,j,n,visited);p=p->next;}}void bfsAdjoin(adjlist GL,int i,int n, bool *visited)//广度优先遍历{ //从vi出发进行BFSint k, j;Queue q;cout<<i<<' ';visited[i]=1;InitQueue(q);EnQueue(q,i);while(!EmptyQueue(q)){k= OutQueue (q);edgenode *p=GL[k]; //取vk的第一个邻接点while(p != NULL){ //依次取vk的每个邻接点j = p->adjvex;if(!visited[j]){cout<<j<<' ';visited[j] = 1;EnQueue (q, j);}p=p->next;}}}。