数据结构实验———图实验报告

数据结构实验报告目的要求１．掌握图的存储思想及其存储实现。

２．掌握图的深度、广度优先遍历算法思想及其程序实现。

３．掌握图的常见应用算法的思想及其程序实现。

实验内容１．键盘输入数据，建立一个有向图的邻接表。

２．输出该邻接表。

3．在有向图的邻接表的基础上计算各顶点的度，并输出。

4．以有向图的邻接表为基础实现输出它的拓扑排序序列。

5．采用邻接表存储实现无向图的深度优先递归遍历。

6．采用邻接表存储实现无向图的广度优先遍历。

7．在主函数中设计一个简单的菜单，分别调试上述算法。

源程序：主程序的头文件：队列#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#define TRUE 1#define FALSE 0#define OK 1#define ERROR 0#define OVERFLOW -2typedef int QElemType;typedef struct QNode{ //队的操作QElemType data;struct QNode *next;}QNode,*QueuePtr;typedef struct {QueuePtr front;QueuePtr rear;}LinkQueue;void InitQueue(LinkQueue &Q){ //初始化队列Q.front =Q.rear =(QueuePtr)malloc(sizeof(QNode));if(!Q.front) exit(OVERFLOW); //存储分配失败Q.front ->next =NULL;}int EnQueue(LinkQueue &Q,QElemType e) //插入元素e为Q的新的队尾元素{QueuePtr p;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,QElemType &e) //删除Q的队头元素，用e返回其值{ if(Q.front ==Q.rear ) return ERROR;QueuePtr p;p=Q.front ->next;e=p->data;Q.front->next=p->next ;if(Q.rear==p) Q.rear =Q.front ;free(p);return OK;}主程序：#include <stdio.h>#include<stdlib.h>#include"duilie.h"#define TRUE 1#define FALSE 0#define Status int#define MAX_VERTEX_NUM 8 /*顶点最大个数*/#define VertexType char /*顶点元素类型*/enum BOOlean {False,True};BOOlean visited[MAX_VERTEX_NUM]; //全局变量——访问标志数组typedef struct ArcNode{int adjvex;struct ArcNode *nextarc;int weight; /*边的权*/}ArcNode; /*表结点*/typedef struct VNode{ int degree,indegree;/*顶点的度，入度*/V ertexType data;ArcNode *firstarc;}VNode/*头结点*/,AdjList[MAX_VERTEX_NUM];typedef struct{ AdjList vertices;int vexnum,arcnum;/*顶点的实际数，边的实际数*/}ALGraph;//建立图的邻接表void creat_link(ALGraph *G){ int i,j;ArcNode *s;printf("请依次输入顶点数、边数：");scanf("%d%d",&G->vexnum,&G->arcnum);for (i=0;i<G->vexnum;i++){ G->vertices[i].data='A'+i;G->vertices[i].firstarc=NULL;}for (i=0;i<G->vexnum;){ printf("请输入顶点的数组坐标(若退出，请输入-1)：");scanf("%d",&i);if(i==-1) break;printf("请输入顶点所指向下一个顶点的数组坐标：");scanf("%d",&j);s=(ArcNode *)malloc(sizeof(ArcNode));s->adjvex=j;s->nextarc=G->vertices[i].firstarc;G->vertices[i].firstarc=s;}}// 输出邻接表void visit(ALGraph G){ int i;ArcNode *p;printf("%4s%6s%18s\n","NO","data","adjvexs of arcs");for (i=0;i<G.vexnum;i++){printf("%4d%5c ",i,G.vertices[i].data);for(p=G.vertices[i].firstarc;p;p=p->nextarc)printf("%3d",p->adjvex);printf("\n");}}// 计算各顶点的度及入度void cacu(ALGraph *G){ArcNode *p;int i;for (i=0;i<G->vexnum;i++){G->vertices[i].degree=0;G->vertices[i].indegree=0;}//度与初度初始化为零for (i=0;i<G->vexnum;i++)for(p=G->vertices[i].firstarc;p;p=p->nextarc){G->vertices[i].degree++;G->vertices[p->adjvex].degree++;G->vertices[p->adjvex].indegree++;}}void print_degree(ALGraph G){int i;printf("\n Nom data degree indegree\n");for (i=0;i<G.vexnum;i++)printf("\n%4d%5c%7d%8d",i,G.vertices[i].data,G.vertices[i].degree,G.vertices[i].indegree);printf("\n");}// 拓扑排序Status TopologiSort(ALGraph G){int i,count,top=0,stack[50];ArcNode *p;cacu(&G);print_degree(G);printf("\nTopologiSort is \n");for(i=0;i<G.vexnum;i++)if(!G.vertices[i].indegree) stack[top++]=i;count=0;while(top!=0){i=stack[--top];if (count==0) printf("%c",G.vertices[i].data);else printf("-->%c",G.vertices[i].data);count++;for(p=G.vertices[i].firstarc;p;p=p->nextarc)if (!--G.vertices[p->adjvex].indegree)stack[top++]=p->adjvex;}if (count<G.vexnum)return(FALSE); else return(TRUE);}//在图G中寻找第v个顶点的第一个邻接顶点int FirstAdjVex(ALGraph G,int v){if(!G.vertices[v].firstarc) return 0;else return(G.vertices[v].firstarc->adjvex);}//在图G中寻找第v个顶点的相对于u的下一个邻接顶点int NextAdjVex(ALGraph G,int v,int u){ArcNode *p;p=G.vertices[v].firstarc;while(p->adjvex!=u) p=p->nextarc; //在顶点v的弧链中找到顶点u if(p->nextarc==NULL) return 0; //若已是最后一个顶点，返回0else return(p->nextarc->adjvex); //返回下一个邻接顶点的序号}//采用邻接表存储实现无向图的深度优先递归遍历void DFS(ALGraph G,int i){ int w;visited[i]=True; //访问第i个顶点printf("%d->",i);for(w=FirstAdjVex(G,i);w;w=NextAdjVex(G,i,w))if(!visited[w]) DFS(G,w); //对尚未访问的邻接顶点w调用DFS}void DFSTraverse(ALGraph G){ int i;printf("DFSTraverse:");for(i=0;i<G.vexnum;i++) visited[i]=False; //访问标志数组初始化for(i=0;i<G.vexnum;i++)if(!visited[i]) DFS(G,i); //对尚未访问的顶点调用DFS}//按广度优先非递归的遍历图G，使用辅助队列Q和访问标志数组visited void BFSTraverse(ALGraph G){int i,u,w;LinkQueue Q;printf("BFSTreverse:");for(i=0;i<G.vexnum;i++) visited[i]=False; //访问标志数组初始化InitQueue(Q); //初始化队列for(i=0;i<G.vexnum;i++)if(!visited[i]){visited[i]=True; //访问顶点iprintf("%d->",i);EnQueue(Q,i); //将序号i入队列while(!(Q.front ==Q.rear)) //若队列不空，继续{DeQueue(Q,u); //将队头元素出队列并置为ufor(w=FirstAdjVex(G,u);w;w=NextAdjVex(G,u,w))if(!visited[w]) //对u的尚未访问的邻接顶点w进行访问并入队列{ visited[w]=True;printf("%d->",w);EnQueue(Q,w);}}}}void main(){ALGraph G;int select;printf(" 图的有关操作实验\n ");do{printf("\n1 创建一个有向图的邻接表 2 输出该邻接表\n");printf("3.输出该有向图的度和入度 4.输出该有向图拓扑排序序列\n");printf("5.创建一个无向图的邻接表 6.深度优先递归遍历该无向图\n");printf("7.广度优先遍历该无向图0.退出\n");printf("请输入选择：");scanf("%d",&select);switch(select){case 1:printf("\n创建一个有向图的邻接表：\n");creat_link(&G);break;case 2:printf("\n输出该邻接表：\n");visit(G);break;case 3:printf("\n输出该有向图的度和入度：\n");cacu(&G);print_degree(G);break;case 4:printf("\n输出该有向图拓扑排序序列：\n");if(!TopologiSort(G))printf("Toposort is not success!");break;case 5:printf("\n创建一个无向图的邻接表: \n");creat_link(&G);break;case 6:printf("\n深度优先递归遍历该无向图: \n");DFSTraverse(G);break;case 7:printf("\n广度优先遍历该无向图：\n");BFSTraverse(G);break;case 0:break;default:printf("输入选项错误！重新输入！\n");}}while(select);}运行结果截图：1.主菜单界面：2.创建一个有向图的领接表3.输出该邻接表4. 在有向图的邻接表的基础上计算各顶点的度，并输出。