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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define UNVISITED 0
#define VISITED 1
#define ERROR -1
#define NotInit -2
typedef char VexType;
typedef int Status;
/* run this program using the console pauser or add your own getch, system("pause") or input loop */
typedef struct AdjVexNode{
int adjves;//邻接顶点在顶点数组中的位序
struct AdjVexNode *nextArc;
int info;//存储边(弧)相关信息
}AdjVexNode, *AdjVexNodeP;//邻接链表的结点类型
typedef struct VexNode {
VexType data;//顶点值
struct AdjVexNode *firstArc;//邻接表头指针
}VexNode;//顶点数组类型
typedef struct {
VexNode *vexs;
int n, e;
int *tags;//标志数组
}ALGraph;//邻接表的类型
typedef struct {
VexType v,w;//边弧信息
int info;//权值
}ArcInfo;
//队列结点及指针类型
typedef struct LQNode {
int data;
struct LQNode *next;
} LQNode, *QueuePtr;
//队队列
typedef struct {
QueuePtr front;//队头指针
QueuePtr rear;//队尾指针
} LQueue;
/**
* function:初始化队列。
* params:队列
*/
Status InitQueue_LQ(LQueue *Q) {
Q->front =(LQNode *)malloc(sizeof(LQNode));
Q->rear = Q->front;
if(Q->front == NULL && Q->rear == NULL) {
return ERROR;
}
Q->front->next = Q->rear->next = NULL;
return 1;
}
/**
* function:入队操作。
* params:队列,需要入队的函数
*/
Status EnQueue_LQ(LQueue *Q, VexType e) {
LQNode *p;
p = (LQNode *)malloc(sizeof(LQNode));
if(p == NULL) {
return ERROR;
}
p->data = e;
p->next = NULL;
if(Q->rear == Q->front) {
Q->front->next = p;
Q->rear = p;
} else {
Q->rear->next = p;
Q->rear = p;
}
return 1;
}
/**
* function:出队操作。
* params:队列
*/
Status DeQueue_LQ(LQueue *Q, int *k) {
LQNode *p = Q->front->next;
if(Q->front == Q->rear) {
return ERROR;
} else if(p == Q->rear) {
Q->front->next = NULL;
Q->rear = Q->front;
*k = p->data;
free(p);
return 1;
}
*k = p->data;
Q->front->next = p->next;
free(p);
return 1;
}
/**
* function:队列的遍历。
* params:队列
*/
void TravelQueue(LQueue *Q) {
LQNode *p = Q->front->next;
while(p != NULL) {
printf("%d", p->data);
p = p->next;
}
}
/**
*功能:查找数据域对应数据在图中的位序。
*参数说明:图,数据域数据
*/
int LocateVex_A(ALGraph *G, VexType v) {
int i;
for(i = 0; i < G->n; i++) {
if(G->vexs[i].data == v) {
return i;
}
}
return -1;
};
/**
* function:创建有向图的邻接表存储结构
* params:邻接表,表的类型,顶点数组,顶点数,边的信息,边数
*/
Status CreateGraph_AL(ALGraph *G, VexType *vexs, int n, ArcInfo *arcs, int e) {
int i,j,k;
VexType v,w;
G->n = n;
G->e = e;
G->vexs = (VexNode *)malloc(n * sizeof(VexNode));
G->tags = (int *)malloc(n * sizeof(int));
AdjVexNode *p;
for(i = 0; i < G->n; i++) {
G->tags[i] = UNVISITED;
G->vexs[i].data = vexs[i];
G->vexs[i].firstArc = NULL;
}
for(k = 0; k < G->e; k++) {
v = arcs[k].v;
w = arcs[k].w;
i = LocateVex_A(G, v);
j = LocateVex_A(G, w);
if(i < 0 || j < 0)
return ERROR;
p = (AdjVexNode *)malloc(sizeof(AdjVexNode));
if(p == NULL)
return ERROR;
p->adjves = j;
p->nextArc = G->vexs[i].firstArc;
G->vexs[i].firstArc = p;
}
return 1;
};
/**
* function:求某个顶点第一个邻接顶点
* params:图查找顶点数组中位序为k的顶点
*/
int FirstAdjVex_AL(ALGraph *G, int k, AdjVexNodeP *p) {
if(k < 0 || k > G->n) {
return ERROR;
}
*p = G->vexs[k].firstArc;
if(*p != NULL) {
return (*p)->adjves;
} else {
return ERROR;
}
};
/**
*功能:求某个顶点下一个邻接顶点
*参数说明:图,查找顶点数组中位序为k的顶点
*/
int NextAdjVex_AL(ALGraph *G, int k, AdjVexNodeP *p) {
if(k < 0 || k > G->n) {
return -1;
}
if(*p == NULL) {
return -1;
} else {
(*p) = (*p)->nextArc;
if((*p) != NULL) {
return (*p)->adjves;
} else {
return -1;
}
}
};
/**
* function:输入顶点之间边的信息,即数组arcs的信息
* params:顶点数组,边弧信息,边的数量。
*/
Status initEdge(VexType *vexs, ArcInfo *arcs, int e, int n) {
int i, j, right, index = 0;
for(i = 0; i < n; i++) {
for(j = 0; j < n; j++) {
printf("请输入第%c个与%c之间的信息,如果连通则输入权值,如果不连通则输入0\n", vexs[i], vexs[j]);
fflush(stdin);
scanf("%d", &right);
if(right > 0) {
arcs[index].info = right;
arcs[index].v = vexs[i];
arcs[index].w = vexs[j];
printf("输入结点权值为%d,由%c->%c\n", arcs[index].info,arcs[index].v,arcs[index].w);
index++;//记录边的条数看是否匹配,不匹配则重新输入。
if(index == e) {
return 1;
}
} else {
continue;
}
}
}
return 1;
}
/**
* function:输入顶点信息
* params:
*/
Status initPoint(VexType *vexs, int n) {
int i;
char m;
printf("%d个顶点的数值域,连续输入不需要空格隔开:", n);
fflush(stdin);
for(i = 0; i < n; i++) {
scanf("%c", &vexs[i]);
}
printf("顶点数组输入为:");
for(i = 0; i < n;i++) {
printf("%c ", vexs[i]);
}
return 1;
}
/**
* function:在图中k顶点后插入m顶点增加顶点
* params:图,插入顶顶k的位序,插入顶点m的位序,
*/
Status AddArc_AL(ALGraph *G, int k, int m, int info, int *e) {
if(k < 0 || k > G->n) {
return ERROR;
}
AdjVexNodeP p = G->vexs[k].firstArc;
//先判断一下顶点存不存在
while(p != NULL) {
if(m == p->adjves) {
return ERROR;
}
p = p->nextArc;
}
p = (AdjVexNodeP)malloc(sizeof(AdjVexNode));
if(p == NULL) {
return ERROR;
}
p->nextArc = G->vexs[k].firstArc;
G->vexs[k].firstArc = p;
p->adjves = m;
p->info = info;
*e++;
return 1;
}
/**
* function:删除k顶点后的m顶点
* params:图,删除顶点k的位序,删除顶点m的位序,
*/
Status RemoveArc_AL(ALGraph *G, int k, int m, int *e) {
if(k < 0 || k > G->n) {
return ERROR;
}
if(G == NULL) {
return NotInit;
};
AdjVexNodeP p, pre = G->vexs[k].firstArc;
//先判断一下顶点存不存在
if(pre->nextArc != NULL) {
if(m != pre->adjves) {
while(1) {
printf("fuckaaa");
printf("%d", pre->adjves);
if(pre == NULL) {
return ERROR;
}
if(m == pre->nextArc->adjves) {
printf("%d", pre->adjves);
p = pre->nextArc;
break;
}
pre = pre->nextArc;
}
pre->nextArc = p->nextArc;
free(p);
*e--;
return 1;
} else {
G->vexs[k].firstArc = pre->nextArc;
free(pre);
*e--;
return 1; }
} else {
free(pre);
G->vexs[k].firstArc = NULL;
*e--;
return 1;
}
}
/**
* function:连通图的遍历 (深度优先)
* params:图,从k顶点出发
*/
Status DFS_M(ALGraph *G, int k) {
if(G == NULL) {
return NotInit;
}
int i;
G->tags[k] = VISITED;
//记录第一个顶点所在位置指针
printf("%c ", G->vexs[k]);
AdjVexNode *p;
p = G->vexs[k].firstArc;
while(p) {
if(!G->tags[p->adjves]) {
DFS_M(G, p->adjves);
}
p = p->nextArc;
}
return 1;
};
/**
* function:连通图的遍历 (深度优先),连通图非连通图都可以
* params:图
*/
Status DFS_M_Other(ALGraph *G) {
if(G == NULL) {
return NotInit;
}
int i;
for(i = 0; i < G->n; i++) {
if(UNVISITED == G->tags[i]) {
DFS_M(G, i);
}
}
return 1;
};
/**
* function:连通图的遍历 (广度优先)
* params:图
*/
Status BFSTraverse_AL(ALGraph *G) {
if(G == NULL) {
return NotInit;
}
int i,j,k;
AdjVexNode *p;
LQueue Q;
InitQueue_LQ(&Q);
for(i = 0; i < G->n; i++) {
G->tags[i] = UNVISITED;
}
//外层的for循环是防止非连通图的出现
for(i = 0; i < G->n; i++) {
if(UNVISITED == G->tags[i]) {
printf("%c ", G->vexs[i].data);
EnQueue_LQ(&Q, i);
//TravelQueue(&Q);
while(DeQueue_LQ(&Q, &k) != ERROR) {
for(j = FirstAdjVex_AL(G, k, &p); j >= 0; j = NextAdjVex_AL(G, k, &p)) {
if(UNVISITED == G->tags[j]) {
printf("%c ", G->vexs[j]);
G->tags[j] = VISITED;
EnQueue_LQ(&Q, j);
}
}
}
}
}
}
Status DestoryGraph_AL(ALGraph **G) {
int i;
AdjVexNode *p, *temp;
if(*G == NULL) {
return 0;
}
for(i = 0; i < (*G)->n; i++) {
p = (*G)->vexs[i].firstArc;
while(p != NULL) {
temp = p;
p = temp->nextArc;
free(p);
}
}
*G = NULL;
}
void Format() {
printf("1.初始化有向图 2.向图中插入弧 3.删除弧 4.广度遍历 5.深度遍历 6.摧毁有向图 7.退出程序\n");
}
int main(int argc, char *argv[]) {
ALGraph *p = NULL;
LQueue q;
VexType *vexs;
//存放顶点信息的数组
ArcInfo *arcs;
//输入索引操作
int index;
//返回操作
char returnBtn;
int i;
//图结点的数量
int n;
//图的边的数目
int e;
//插入到哪一个结点中
int insert;
//插入的结点顶点位序
int insertAfter;
//插入顶点的权值
int insertInfo;
//两个遍历返回的结果
int result = 0;
//还原标志域指针
int clearIndex;
while(1) {
system("cls");
Format();
printf("请输入你要执行的操作:");
scanf("%d", &index);
if(index <=0 || index > 7) {
printf("输入有误,请重新输入\n");
} else {
if(index == 1) {
p = (ALGraph *)malloc(sizeof(ALGraph));
printf("开始初始化图\n");
printf("请输入结点数量\n");
scanf("%d", &n);
vexs = (VexType *)malloc(n * sizeof(VexType));
printf("请输入图的边的数目\n");
scanf("%d", &e);
arcs = (ArcInfo *)malloc(e * sizeof(ArcInfo));
printf("请输入图顶点的数值域\n");
if(initPoint(vexs, n)) {
printf("输入成功\n");
if(initEdge(vexs, arcs, e, n)) {
CreateGraph_AL(p, vexs, n, arcs, e);
printf("图创建成功\n");
} else {
printf("传入参数有误\n");
}
printf("输入任意键确认返回\n");
fflush(stdin);
scanf("%c", &returnBtn);
}
}
if(index == 2) {
if(p == NULL) {
printf("先初始化有向图\n");
} else {
printf("请输入你插入在哪一个结点中,输入顶点位序:");
fflush(stdin);
scanf("%d", &insert);
printf("请输入你要插入的结点的位序:");
fflush(stdin);
scanf("%d", &insertAfter);
printf("请输入该弧的权值:");
fflush(stdin);
scanf("%d", &insertInfo);
if(AddArc_AL(p, insert, insertAfter, insertInfo, &e)) {
printf("插入成功\n");
} else {
printf("传入参数有误\n");
}
}
printf("输入任意键确认返回\n");
fflush(stdin);
scanf("%c", &returnBtn);
}
if(index == 3) {
if(p == NULL) {
printf("请先初始化\n");
} else {
printf("请输入你删除哪一个顶点之后的连接点,输入其顶点位序:");
fflush(stdin);
scanf("%d", &insert);
printf("请输入你要删除的结点的位序:");
fflush(stdin);
scanf("%d", &insertAfter);
if(RemoveArc_AL(p, insert, insertAfter, &e)) {
printf("删除成功\n");
} else {
printf("传入参数有误\n");
}
}
printf("输入任意键确认返回\n");
fflush(stdin);
scanf("%c", &returnBtn);
}
if(index == 4) {
if(p != NULL) {
printf("广度优先遍历结果为: ");
result = BFSTraverse_AL(p);
} else{
printf("请先初始化\n");
}
printf("请入任意键确认返回\n");
fflush(stdin);
scanf("%c", &returnBtn);
}
if(index == 5) {
if(p != NULL) {
for(clearIndex = 0; clearIndex < p->n; clearIndex++) {
p->tags[clearIndex] = UNVISITED;
}
printf("深度优先遍历结果为: ");
DFS_M_Other(p);
} else {
printf("请先初始化");
}
printf("\n输入任意键确认返回");
fflush(stdin);
scanf("%c", &returnBtn);
}
if(index == 6) {
if(p == NULL) {
printf("图已经为空,无法销毁\n");
} else {
DestoryGraph_AL(&p);
printf("销毁成功\n");
}
printf("输入任意键确认返回");
fflush(stdin);
scanf("%c", &returnBtn);
}
if(index == 7) {
fflush(stdin);
return 0;
}
}
}
}