C++圖的鄰接矩陣表示法
程式碼如下:
const int DefaultVertices = 100; const int maxWeight = 1000; template <class T, class E> class Graphmtx { friend istream& operator >> (istream& in, Graphmtx<T, E>& G);//輸入 friend ostream& operator << (ostream& out, Graphmtx<T, E>& G);//輸出 private: int maxVertices;//最大頂點個數 int numEdges;//當前邊數 int numVertices;//當前頂點數 int getVertexPos(T vertex) { for(int i = 0; i < numVertices; i++) { if(VerticesList[i]==vertex)return i; } return -1; } ;//給出頂點vertex在圖中的位置 T *VerticesList;//頂點表 E **Edge;//鄰接矩陣 public: Graphmtx(int sz = DefaultVertices);//構造方法 ~Graphmtx() { delete []VerticesList; //析構方法 delete[]Edge; } T getValue(int i) { return i>=0&&i<=numVertices? VerticesList[i]:NULL; }//取頂點i的值 E getWeight(int v1, int v2)//返回邊(v1,v2)上的權值 { return v1!=-1&&v2!=-1 ? Edge[v1][v2]:NULL; } int getFirstNeighbor(int v);//取頂點v的第一個鄰接頂點 int getNextNeighbor(int v, int w); bool insertVertex(const T& vertex);//插入頂點vertex bool insertEdge(int v1, int v2, E cost);//插入邊(v1,v2),權值為cost bool removeVertex(int v);//刪除頂點v和所有與他相關的邊 bool removeEdge(int v1, int v2);//刪除邊(v1, v2) }; template <class T, class E> Graphmtx<T,E>::Graphmtx(int sz){ //建構函式 maxVertices = sz; numEdges = 0; numVertices = 0; int i, j; VerticesList = new T[maxVertices]; Edge = (E**)new E*[maxVertices]; for(i = 0; i < maxVertices; i++){ Edge[i] = new E*[maxVertices]; } for(i = 0; i < maxVertices; i++){ for(j = 0; j < maxVertices; j++){ Edge[i][j] = (i == j)? 0: maxWeight; } } } //用鄰接矩陣表示的圖的存取操作的實現 template <class T, class E> int Graphmtx<T, E>::getFirstNeighbor(int v){ if(v!=-1){ for(int col = 0; col < numVertices; col++){ if(Edge[v][col]>0 && Edge[v][col]<maxWeight)return col; } return -1; } }; template <class T, class E> int Graphmtx<T, E>::getNextNeighbor(int v, int w){ if(v!=-1&&w!=-1){ for(int col = w + 1; col < numVertices; col++){ if(Edge[v][col]>0&&Edge[v][col]<maxWeight){ return col; } return -1; } } } //插入頂點 template <class T, class E> bool Graphmtx<T, E>::insertVertex(const T& vertex){ if(numVertices==maxVertices)return false; VerticesList[numVertices+1] = vertex; return true; } //刪除頂點,要刪除所有與頂點v有關的邊 //這個函式還是非常好的 template <class T, class E> bool Graphmtx<T, E>::removeVertex(int v){ if(v<0||v>numVertices)return false; if(numVertices == 1)return false; VerticesList[v] = VerticesList[numVertices-1]; for(int i = 0; i < maxVertices; i++){ if((Edge[i][v]>0&&Edge[i][v]<maxWeight)||(Edge[v][i]>0&&Edge[v][i]<maxWeight))numEdges--; } for(int i = 0; i < numVertices; i++){ Edge[i][v] = Edge[i][numVertices-1]; } numVertices--; for(int i = 0; i < numVertices; i++){ Edge[v][i] = Edge[numVertices][i]; } return true; } //插入邊 template <class T, class E> bool Graphmtx<T, E>::insertEdge(int v1, int v2, E cost){ if(v1>=0&&v1<numVertices&&v2>=0&&v2<numVertices&&Edge[v1][v2]!=maxWeight){ Edge[v1][v2]=Edge[v2][v1]=cost; numEdges++;//記得邊的數量是要加上1 return true; } else return false; } //刪除邊 template <class T, class E> bool Graphmtx<T, E>::removeEdge(int v1, int v2){ if(v1>=0&&v1<numVertices&&v2>=0&&v2<numVertices&&Edge[v1][v2]>0&&Edge[v1][v2]<maxWeight){ Edge[v1][v2]=Edge[v2][v1]=maxWeight; numEdges--; return true; } else return false; } //輸入 template <class T, class E> istream& operator>>(istream& in, Graphmtx<T,E>& G){ int i, j, k, n, m; T e1, e2; E weight; in>>n>>m; for(i = 0; i < n; i++){ in>>e1; G.insertVertex(e1); } i = 0; while(i<m){ in>>e1>>e2>>weight; j = G.getVertexPos(e1);k=G.getVertexPos(e2); if(j==-1||k==-1) cout<<"邊兩端頂點資訊有誤,請重新輸入"<<endl; else{ G.insertEdge(j, k, weight);i++; } } return in; } //輸出 template <class T, class E> ostream& operator>>(ostream& out, Graphmtx<T,E>& G){ int i, j, n, m; T e1, e2; E w; n = G.NumberOfVertices(); m = G.NumberOfEdges(); out<<n<<","<<m<<endl; for(i = 0; i < n; i++){ for(j = i + 1; j < n; j++){ w=G.getWeight(i, j); if(w>0&&w<maxWeight){ e1 = G.getValue(i); e2 = G.getValue(j); out<<"("<<e1<<","<<e2<<","<<w<<"("<<endl; } } } return out; }
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