邻接表

 /* 图的邻接表存储表示 */  #define MAX_VERTEX_NUM 20  typedef enum{DG,DN,UDG,UDN}GraphKind; /* {有向图,有向网,无向图,无向网} */  typedef struct ArcNode  {    int adjvex; /* 该弧所指向的顶点的位置 */    struct ArcNode *nextarc; /* 指向下一条弧的指针 */    InfoType *info; /* 网的权值指针） */  }ArcNode; /* 表结点 */  typedef struct  {    VertexType data; /* 顶点信息 */    ArcNode *firstarc; /* 第一个表结点的地址,指向第一条依附该顶点的弧的指针 */  }VNode,AdjList[MAX_VERTEX_NUM]; /* 头结点 */  typedef struct  {    AdjList vertices;    int vexnum,arcnum; /* 图的当前顶点数和弧数 */    GraphKind kind; /* 图的种类标志 */  }ALGraph;   /* 图的邻接表存储的基本操作(15个)*/  #include"bo2-8.c" /* 不带头结点的单链表基本操作 */  #include"func2-1.c" /* 不带头结点的单链表扩展操作 */  int LocateVex(ALGraph G,VertexType u)  { /* 初始条件：图G存在，u和G中顶点有相同特征 */    /* 操作结果：若G中存在顶点u，则返回该顶点在图中位置；否则返回-1 */    int i;    for(i=0;i<G.vexnum;++i)      if(strcmp(u,G.vertices[i].data)==0)        return i;    return -1;  }   void CreateGraph(ALGraph *G)  { /* 采用邻接表存储结构，构造没有相关信息图或网G(用一个函数构造4种图) */    int i,j,k,w; /* w是权值 */    VertexType va,vb; /* 连接边或弧的2顶点 */    ElemType e;    printf("请输入图的类型(有向图:0,有向网:1,无向图:2,无向网:3): ");    scanf("%d",&(*G).kind);    printf("请输入图的顶点数,边数: ");    scanf("%d,%d",&(*G).vexnum,&(*G).arcnum);    printf("请输入%d个顶点的值(<%d个字符):\n",(*G).vexnum,MAX_NAME);    for(i=0;i<(*G).vexnum;++i) /* 构造顶点向量 */    {      scanf("%s",(*G).vertices[i].data);      (*G).vertices[i].firstarc=NULL; /* 初始化与该顶点有关的出弧链表 */    }    if((*G).kind%2) /* 网 */      printf("请输入每条弧(边)的权值、弧尾和弧头(以空格作为间隔):\n");    else /* 图 */      printf("请输入每条弧(边)的弧尾和弧头(以空格作为间隔):\n");    for(k=0;k<(*G).arcnum;++k) /* 构造相关弧链表 */    {      if((*G).kind%2) /* 网 */        scanf("%d%s%s",&w,va,vb);      else /* 图 */        scanf("%s%s",va,vb);      i=LocateVex(*G,va); /* 弧尾 */      j=LocateVex(*G,vb); /* 弧头 */      e.info=NULL; /* 给待插表结点e赋值，图无权 */      e.adjvex=j; /* 弧头 */      if((*G).kind%2) /* 网 */      {        e.info=(int *)malloc(sizeof(int)); /* 动态生成存放权值的空间 */        *(e.info)=w;      }      ListInsert(&(*G).vertices[i].firstarc,1,e); /* 插在第i个元素(出弧)的表头，在bo2-8.c中 */      if((*G).kind>=2) /* 无向图或网，产生第2个表结点，并插在第j个元素(入弧)的表头 */      {        e.adjvex=i; /* e.info不变，不必再赋值 */        ListInsert(&(*G).vertices[j].firstarc,1,e); /* 插在第j个元素的表头，在bo2-8.c中 */      }    }  }   void CreateGraphF(ALGraph *G)  { /* 采用邻接表 存储结构，由文件构造没有相关信息图或网G(用一个函数构造4种图) */    int i,j,k,w; /* w是权值 */    VertexType va,vb; /* 连接边或弧的2顶点 */    ElemType e;    char filename[13];    FILE *graphlist;    printf("请输入数据文件名(f7-1.txt或f7-2.txt)：");    scanf("%s",filename);    printf("请输入图的类型(有向图:0,有向网:1,无向图:2,无向网:3): ");    scanf("%d",&(*G).kind);    graphlist=fopen(filename,"r"); /* 以读的方式打开数据文件，并以graphlist表示 */    fscanf(graphlist,"%d",&(*G).vexnum);    fscanf(graphlist,"%d",&(*G).arcnum);    for(i=0;i<(*G).vexnum;++i) /* 构造顶点向量 */    {      fscanf(graphlist,"%s",(*G).vertices[i].data);      (*G).vertices[i].firstarc=NULL; /* 初始化与该顶点有关的出弧链表 */    }    for(k=0;k<(*G).arcnum;++k) /* 构造相关弧链表 */    {      if((*G).kind%2) /* 网 */        fscanf(graphlist,"%d%s%s",&w,va,vb);      else /* 图 */        fscanf(graphlist,"%s%s",va,vb);      i=LocateVex(*G,va); /* 弧尾 */      j=LocateVex(*G,vb); /* 弧头 */      e.info=NULL; /* 给待插表结点e赋值，图无权 */      e.adjvex=j; /* 弧头 */      if((*G).kind%2) /* 网 */      {        e.info=(int *)malloc(sizeof(int)); /* 动态生成存放权值的空间 */        *(e.info)=w;      }      ListInsert(&(*G).vertices[i].firstarc,1,e); /* 插在第i个元素(出弧)的表头，在bo2-8.c中 */      if((*G).kind>=2) /* 无向图或网，产生第2个表结点，并插在第j个元素(入弧)的表头 */      {        e.adjvex=i; /* e.info不变，不必再赋值 */        ListInsert(&(*G).vertices[j].firstarc,1,e); /* 插在第j个元素的表头，在bo2-8.c中 */      }    }    fclose(graphlist); /* 关闭数据文件 */  }   void DestroyGraph(ALGraph *G)  { /* 初始条件：图G存在。操作结果：销毁图G */    int i;    ElemType e;    for(i=0;i<(*G).vexnum;++i) /* 对于所有顶点 */      if((*G).kind%2) /* 网 */        while((*G).vertices[i].firstarc) /* 对应的弧或边链表不空 */        { 	 ListDelete(&(*G).vertices[i].firstarc,1,&e); /* 删除链表的第1个结点，并将值赋给e */          if(e.adjvex>i) /* 顶点序号>i(保证动态生成的权值空间只释放1次) */            free(e.info);        }      else /* 图 */        DestroyList(&(*G).vertices[i].firstarc); /* 销毁弧或边链表，在bo2-8.c中 */    (*G).vexnum=0; /* 顶点数为0 */    (*G).arcnum=0; /* 边或弧数为0 */  }   VertexType* GetVex(ALGraph G,int v)  { /* 初始条件：图G存在，v是G中某个顶点的序号。操作结果：返回v的值 */    if(v>=G.vexnum||v<0)      exit(ERROR);    return &G.vertices[v].data;  }   Status PutVex(ALGraph *G,VertexType v,VertexType value)  { /* 初始条件：图G存在，v是G中某个顶点。操作结果：对v赋新值value */    int i;    i=LocateVex(*G,v);    if(i>-1) /* v是G的顶点 */    {      strcpy((*G).vertices[i].data,value);      return OK;    }    return ERROR;  }   int FirstAdjVex(ALGraph G,VertexType v)  { /* 初始条件：图G存在，v是G中某个顶点 */    /* 操作结果：返回v的第一个邻接顶点的序号。若顶点在G中没有邻接顶点，则返回-1 */    LinkList p;    int v1;    v1=LocateVex(G,v); /* v1为顶点v在图G中的序号 */    p=G.vertices[v1].firstarc;    if(p)      return p->data.adjvex;    else      return -1;  }   Status equalvex(ElemType a,ElemType b)  { /* DeleteArc()、DeleteVex()和NextAdjVex()要调用的函数 */    if(a.adjvex==b.adjvex)      return OK;    else      return ERROR;  }   int NextAdjVex(ALGraph G,VertexType v,VertexType w)  { /* 初始条件：图G存在，v是G中某个顶点，w是v的邻接顶点 */    /* 操作结果：返回v的(相对于w的)下一个邻接顶点的序号。若w是v的最后一个邻接点，则返回-1 */    LinkList p,p1; /* p1在Point()中用作辅助指针，Point()在func2-1.c中 */    ElemType e;    int v1;    v1=LocateVex(G,v); /* v1为顶点v在图G中的序号 */    e.adjvex=LocateVex(G,w); /* e.adjvex为顶点w在图G中的序号 */    p=Point(G.vertices[v1].firstarc,e,equalvex,&p1); /* p指向顶点v的链表中邻接顶点为w的结点 */    if(!p||!p->next) /* 没找到w或w是最后一个邻接点 */      return -1;    else /* p->data.adjvex==w */      return p->next->data.adjvex; /* 返回v的(相对于w的)下一个邻接顶点的序号 */  }   void InsertVex(ALGraph *G,VertexType v)  { /* 初始条件：图G存在，v和图中顶点有相同特征 */    /* 操作结果：在图G中增添新顶点v(不增添与顶点相关的弧，留待InsertArc()去做) */    strcpy((*G).vertices[(*G).vexnum].data,v); /* 构造新顶点向量 */    (*G).vertices[(*G).vexnum].firstarc=NULL;    (*G).vexnum++; /* 图G的顶点数加1 */  }   Status DeleteVex(ALGraph *G,VertexType v)  { /* 初始条件：图G存在，v是G中某个顶点。操作结果：删除G中顶点v及其相关的弧 */    int i,j,k;    ElemType e;    LinkList p,p1;    j=LocateVex(*G,v); /* j是顶点v的序号 */    if(j<0) /* v不是图G的顶点 */      return ERROR;    i=ListLength((*G).vertices[j].firstarc); /* 以v为出度的弧或边数，在bo2-8.c中 */    (*G).arcnum-=i; /* 边或弧数-i */    if((*G).kind%2) /* 网 */      while((*G).vertices[j].firstarc) /* 对应的弧或边链表不空 */      {        ListDelete(&(*G).vertices[j].firstarc,1,&e); /* 删除链表的第1个结点，并将值赋给e */        free(e.info); /* 释放动态生成的权值空间 */      }    else /* 图 */      DestroyList(&(*G).vertices[i].firstarc); /* 销毁弧或边链表，在bo2-8.c中 */    (*G).vexnum--; /* 顶点数减1 */    for(i=j;i<(*G).vexnum;i++) /* 顶点v后面的顶点前移 */      (*G).vertices[i]=(*G).vertices[i+1];    for(i=0;i<(*G).vexnum;i++) /* 删除以v为入度的弧或边且必要时修改表结点的顶点位置值 */    {      e.adjvex=j;      p=Point((*G).vertices[i].firstarc,e,equalvex,&p1); /* Point()在func2-1.c中 */      if(p) /* 顶点i的邻接表上有v为入度的结点 */      {        if(p1) /* p1指向p所指结点的前驱 */          p1->next=p->next; /* 从链表中删除p所指结点 */        else /* p指向首元结点 */          (*G).vertices[i].firstarc=p->next; /* 头指针指向下一结点 */        if((*G).kind<2) /* 有向 */        {          (*G).arcnum--; /* 边或弧数-1 */          if((*G).kind==1) /* 有向网 */            free(p->data.info); /* 释放动态生成的权值空间 */        }        free(p); /* 释放v为入度的结点 */      }      for(k=j+1;k<=(*G).vexnum;k++) /* 对于adjvex域>j的结点，其序号-1 */      {        e.adjvex=k;        p=Point((*G).vertices[i].firstarc,e,equalvex,&p1); /* Point()在func2-1.c中 */        if(p)          p->data.adjvex--; /* 序号-1(因为前移) */      }    }    return OK;  }   Status InsertArc(ALGraph *G,VertexType v,VertexType w)  { /* 初始条件：图G存在，v和w是G中两个顶点 */    /* 操作结果：在G中增添弧<v,w>，若G是无向的，则还增添对称弧<w,v> */    ElemType e;    int i,j;    i=LocateVex(*G,v); /* 弧尾或边的序号 */    j=LocateVex(*G,w); /* 弧头或边的序号 */    if(i<0||j<0)      return ERROR;    (*G).arcnum++; /* 图G的弧或边的数目加1 */    e.adjvex=j;    e.info=NULL; /* 初值 */    if((*G).kind%2) /* 网 */    {      e.info=(int *)malloc(sizeof(int)); /* 动态生成存放权值的空间 */      printf("请输入弧(边)%s→%s的权值: ",v,w);      scanf("%d",e.info);    }    ListInsert(&(*G).vertices[i].firstarc,1,e); /* 将e插在弧尾的表头，在bo2-8.c中 */    if((*G).kind>=2) /* 无向，生成另一个表结点 */    {      e.adjvex=i; /* e.info不变 */      ListInsert(&(*G).vertices[j].firstarc,1,e); /* 将e插在弧头的表头 */    }    return OK;  }   Status DeleteArc(ALGraph *G,VertexType v,VertexType w)  { /* 初始条件：图G存在，v和w是G中两个顶点 */    /* 操作结果：在G中删除弧<v,w>，若G是无向的，则还删除对称弧<w,v> */    int i,j;    Status k;    ElemType e;    i=LocateVex(*G,v); /* i是顶点v(弧尾)的序号 */    j=LocateVex(*G,w); /* j是顶点w(弧头)的序号 */    if(i<0||j<0||i==j)      return ERROR;    e.adjvex=j;    k=DeleteElem(&(*G).vertices[i].firstarc,&e,equalvex); /* 在func2-1.c中 */    if(k) /* 删除成功 */    {      (*G).arcnum--; /* 弧或边数减1 */      if((*G).kind%2) /* 网 */        free(e.info);      if((*G).kind>=2) /* 无向，删除对称弧<w,v> */      {        e.adjvex=i;        DeleteElem(&(*G).vertices[j].firstarc,&e,equalvex);      }      return OK;    }    else /* 没找到待删除的弧 */      return ERROR;  }   Boolean visited[MAX_VERTEX_NUM]; /* 访问标志数组(全局量) */  void(*VisitFunc)(char* v); /* 函数变量(全局量) */  void DFS(ALGraph G,int v)  { /* 从第v个顶点出发递归地深度优先遍历图G。算法7.5 */    int w;    visited[v]=TRUE; /* 设置访问标志为TRUE(已访问) */    VisitFunc(G.vertices[v].data); /* 访问第v个顶点 */    for(w=FirstAdjVex(G,G.vertices[v].data);w>=0;w=NextAdjVex(G,G.vertices[v].data,G.vertices[w].data))      if(!visited[w])        DFS(G,w); /* 对v的尚未访问的邻接点w递归调用DFS */  }   void DFSTraverse(ALGraph G,void(*Visit)(char*))  { /* 对图G作深度优先遍历。算法7.4 */    int v;    VisitFunc=Visit; /* 使用全局变量VisitFunc，使DFS不必设函数指针参数 */    for(v=0;v<G.vexnum;v++)      visited[v]=FALSE; /* 访问标志数组初始化 */    for(v=0;v<G.vexnum;v++)      if(!visited[v])        DFS(G,v); /* 对尚未访问的顶点调用DFS */    printf("\n");  }   typedef int QElemType; /* 队列元素类型 */  #include"c3-2.h" /* 链队列的存储结构 */  #include"bo3-2.c" /* 链队列的基本操作 */  void BFSTraverse(ALGraph G,void(*Visit)(char*))  {/*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。算法7.6 */    int v,u,w;    LinkQueue Q;    for(v=0;v<G.vexnum;++v)      visited[v]=FALSE; /* 置初值 */    InitQueue(&Q); /* 置空的辅助队列Q */    for(v=0;v<G.vexnum;v++) /* 如果是连通图，只v=0就遍历全图 */      if(!visited[v]) /* v尚未访问 */      {        visited[v]=TRUE;        Visit(G.vertices[v].data);        EnQueue(&Q,v); /* v入队列 */        while(!QueueEmpty(Q)) /* 队列不空 */        {          DeQueue(&Q,&u); /* 队头元素出队并置为u */          for(w=FirstAdjVex(G,G.vertices[u].data);w>=0;w=NextAdjVex(G,G.vertices[u].data,G.vertices[w].data))            if(!visited[w]) /* w为u的尚未访问的邻接顶点 */            {              visited[w]=TRUE;              Visit(G.vertices[w].data);              EnQueue(&Q,w); /* w入队 */            }        }      }    printf("\n");  }   void DFS1(ALGraph G,int v,void(*Visit)(char*))  { /* 从第v个顶点出发递归地深度优先遍历图G。仅适用于邻接表存储结构 */    ArcNode *p; /* p指向表结点 */    visited[v]=TRUE; /* 设置访问标志为TRUE(已访问) */    Visit(G.vertices[v].data); /* 访问该顶点 */    for(p=G.vertices[v].firstarc;p;p=p->next) /* p依次指向v的邻接顶点 */      if(!visited[p->data.adjvex])        DFS1(G,p->data.adjvex,Visit); /* 对v的尚未访问的邻接点递归调用DFS1 */  }   void DFSTraverse1(ALGraph G,void(*Visit)(char*))  { /* 对图G作深度优先遍历。DFS1设函数指针参数 */    int v;    for(v=0;v<G.vexnum;v++)      visited[v]=FALSE; /* 访问标志数组初始化，置初值为未被访问 */    for(v=0;v<G.vexnum;v++) /* 如果是连通图，只v=0就遍历全图 */      if(!visited[v]) /* v尚未被访问 */        DFS1(G,v,Visit); /* 对v调用DFS1 */    printf("\n");  }   void BFSTraverse1(ALGraph G,void(*Visit)(char*))  { /* 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。仅适用于邻接表结构 */    int v,u;    ArcNode *p; /* p指向表结点 */    LinkQueue Q; /* 链队列类型 */    for(v=0;v<G.vexnum;++v)      visited[v]=FALSE; /* 置初值为未被访问 */    InitQueue(&Q); /* 初始化辅助队列Q */    for(v=0;v<G.vexnum;v++) /* 如果是连通图，只v=0就遍历全图 */      if(!visited[v]) /* v尚未被访问 */      {        visited[v]=TRUE; /* 设v为已被访问 */        Visit(G.vertices[v].data); /* 访问v */        EnQueue(&Q,v); /* v入队列 */        while(!QueueEmpty(Q)) /* 队列不空 */        {          DeQueue(&Q,&u); /* 队头元素出队并置为u */          for(p=G.vertices[u].firstarc;p;p=p->next) /* p依次指向u的邻接顶点 */            if(!visited[p->data.adjvex]) /* u的邻接顶点尚未被访问 */            {              visited[p->data.adjvex]=TRUE; /* 该邻接顶点设为已被访问 */              Visit(G.vertices[p->data.adjvex].data); /* 访问该邻接顶点 */              EnQueue(&Q,p->data.adjvex); /* 入队该邻接顶点序号 */            }        }      }    printf("\n");  }   void Display(ALGraph G)  { /* 输出图的邻接矩阵G */    int i;    LinkList p;    switch(G.kind)    {      case DG: printf("有向图\n"); 	      break;      case DN: printf("有向网\n");               break;      case UDG:printf("无向图\n");               break;      case UDN:printf("无向网\n");    }    printf("%d个顶点：\n",G.vexnum);    for(i=0;i<G.vexnum;++i)      printf("%s ",G.vertices[i].data);    printf("\n%d条弧(边):\n",G.arcnum);    for(i=0;i<G.vexnum;i++)    {      p=G.vertices[i].firstarc;      while(p)      {        if(G.kind<=1||i<p->data.adjvex) /* 有向或无向两次中的一次 */        {          printf("%s→%s ",G.vertices[i].data,G.vertices[p->data.adjvex].data); 	 if(G.kind%2) /* 网 */            printf(":%d ",*(p->data.info));        }        p=p->nextarc;      }      printf("\n");    }  }