C語言 圖的遍歷(廣度優先和深度優先、鄰接矩陣)
阿新 • • 發佈:2022-12-11
#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
/*--------輔助廣度優先遍歷用的空閒單元法迴圈佇列-----------*/
#define MaxQueuenNum 20
typedef struct queue
{
int* array;
int front;
int rear;
}Queue;
/*---------------------------------------------------------*/
/*-----------------鄰接矩陣的結構體型別-------------------- */
typedef char VextexType;
typedef int EdgeType;
#define MaxNum 15 //鄰接矩陣的最大頂點數
typedef struct adjacency_matrix
{
VextexType MGVexTexArray[MaxNum]; //頂點表
EdgeType Edge[MaxNum][MaxNum];
int VertexNum, EdgeNum; //頂點數和邊數
}MGraph;
/*---------------------------------------------------------*/
/* 鄰接矩陣的建立*/
void Creat_Adjacency_Matrix(MGraph* MG)
{
int i, j, x, y;
//先輸入頂點數和邊數
printf("輸入鄰接矩陣的頂點數和邊數:");
scanf_s("%d %d", &MG->VertexNum, &MG->EdgeNum);
//初始化頂點表
printf("輸入鄰接矩陣各個頂點的資訊:");
for (i = 0; i < MG->VertexNum; i++)
{
getchar();
scanf_s( "%c", &MG->MGVexTexArray[i]);
}
//初始化邊表
for (x = 0; x < MG->VertexNum; x++)
{
for (y = 0; y < MG->VertexNum; y++)
{
MG->Edge[x][y] = 0;
//初始化邊表的各項為0,表示兩者還沒有直達的邊
}
}
//開始構造鄰接矩陣
for (j = 0; j < MG->EdgeNum; j++)
{
printf("請輸入邊兩個頂點的下標:");
scanf_s("%d %d", &x, &y);
MG->Edge[x][y] = 1;
//由於無向網和無向圖是對稱的所以
MG->Edge[y][x] = MG->Edge[x][y];
}
printf("\n臨接矩陣輸出如下:\n");
for (x = 0; x < MG->VertexNum; x++)
{
for (y = 0; y < MG->VertexNum; y++)
{
printf("%d ", MG->Edge[x][y]);
}
printf("\n");
}
}
int visited[20];//全域性變數標記陣列,用於記錄頂點有沒有被訪問過,訪問過記為1反之為0
//由於C沒有bool或者boolean,所以用0表示False,1表示True
//深度優先演算法遍歷鄰接矩陣
void DFS_MG(MGraph* MG, int i)
{
int k;
visited[i] = 1;
printf("%c ", MG->MGVexTexArray[i]);
for (k = 0; k < MG->VertexNum; k++)
{
if (MG->Edge[i][k] == 1 && !visited[k])
{
DFS_MG(MG, k);
}
}
}
void DFS_Traverse_MG(MGraph* MG)
{
int i;
//初始化標誌陣列
for (i = 0; i < MG->VertexNum; i++)
{
visited[i] = 0;
}
//開始深度優先遍歷
for (i = 0; i < MG->VertexNum; i++)
{
if (!visited[i])
{
DFS_MG(MG, i);
}
}
}
//空閒單元法建立迴圈佇列
void CreatQueue(Queue* queue)
{
queue->array = (int*)malloc(sizeof(int) * MaxQueuenNum);
queue->front = 0;
queue->rear = 0;
}
//入隊
void EnQueue(Queue* queue, int EnElem)
{
if ((queue->rear + 1) % MaxQueuenNum == queue->front)
{
printf("無法入隊,佇列滿");
return;
}
queue->array[queue->rear] = EnElem;
queue->rear = (queue->rear + 1) % MaxQueuenNum;
}
//出隊
int DeQueue(Queue* queue)
{
int temp;
if (queue->rear == queue->front)
{
printf("佇列為空,沒有元素可以出隊");
return 0;
}
temp = queue->array[queue->front];
queue->front = (queue->front + 1) % MaxQueuenNum;
return temp;
}
//判斷佇列是否為空,空就賦1表示為空,反之為0
int Queue_isEmpty(Queue* queue)
{
if (queue->rear == queue->front)
{
return 1;
}
return 0;
}
//廣度優先演算法遍歷鄰接矩陣
void BFS_Traverse_MG(MGraph* MG)
{
int i, j;
Queue q;
CreatQueue(&q);
//初始化標誌陣列
for (i = 0; i < MG->VertexNum; i++)
visited[i] = 0;
//開始構建廣度優先演算法遍歷
for (i = 0; i < MG->VertexNum; i++)//若是連通圖只執行一次即可遍歷完
{
if (!visited[i])
{
EnQueue(&q, i);
visited[i] = 1;
while (!Queue_isEmpty(&q)) //隊不為空
{
i = DeQueue(&q);
printf("%c ", MG->MGVexTexArray[i]);
for (j = 0; j < MG->VertexNum; j++)
{
if (!visited[j] && MG->Edge[i][j] == 1)
{
visited[j] = 1;
EnQueue(&q, j);
}
}
}
}
}
}
int main()
{
int i;
MGraph* MG = (MGraph*)malloc(sizeof(MGraph));
printf("-----輸入每個數都是用空格隔開------\n");
Creat_Adjacency_Matrix(MG);
printf("--------------------------------------------\n");
printf("\n鄰接矩陣的深度遍歷:");
DFS_Traverse_MG(MG);
printf("\n");
printf("鄰接矩陣的廣度遍歷:");
BFS_Traverse_MG(MG);
printf("\n");
printf("\n--------------------------------------------\n");
printf("\n");
free(MG);
system("pause");
return 0;
}