【东华大学oj】邻接矩阵：构造有权图

邻接矩阵：构造有权图

时间限制: 1s

类别: DS：图->邻接矩阵

问题描述

目的：使用C++模板设计并逐步完善图的邻接矩阵抽象数据类型（ADT）。

内容：（1）请参照图的邻接矩阵模板类原型，设计并逐步完善图的邻接矩阵ADT。（由于该环境目前仅支持单文件的编译，故将所有内容都集中在一个源文件内。在实际的设计中，推荐将抽象类及对应的派生类分别放在单独的头文件中。）

（2）使用构造函数，构造一个具有结点和边的有权图。

注意：DG（有向图）, DN（有向网）, UDG（无向图）, UDN（无向网）

图的邻接矩阵模板类原型参考如下：

template <class TypeOfVer, class TypeOfEdge>

class adjmatrix_graph{

    private:

       int Vers;        //顶点数 

       int Edges;       //边数 

       TypeOfEdge **edge;  //存放邻接矩阵（TypeOfEdge表示顶点关系类型。对于无权图，用1或0，表示相邻否；对于带权图，则为权值类型） 

       TypeOfVer *ver;    //存放结点值 

       TypeOfEdge noEdge;  //邻接矩阵中的∞的表示值

       string GraphKind;   //图的种类标志 

        

       bool DFS(int u, int &num, int visited[]); //DFS遍历（递归部分）

    public:

       adjmatrix_graph( const string &kd, int vSize, const TypeOfVer d[], const TypeOfEdge noEdgeFlag); //构造函数构造一个只有结点没有边的图。4个参数的含义：图的类型、结点数、结点值和邻接矩阵中表示结点间没有边的标记（无权图：0，有权图：输入参数定） 

       adjmatrix_graph( const string &kd, int vSize, int eSize, const TypeOfVer d[], int **e); //构造函数构造一个无权图。5个参数的含义：图的类型、结点数、边数、结点集和边集 

       adjmatrix_graph( const string &kd, int vSize, int eSize, const TypeOfEdge noEdgeFlag, const TypeOfVer d[], int **e, const TypeOfEdge w[]); //构造函数构造一个有权图。7个参数的含义：图的类型、结点数、边数、无边标记、结点集、边集、权集

       bool GraphisEmpty() { return Vers == 0; }  //判断图空否

       string GetGraphKind(){ return GraphKind; }

       bool GetVer(int u, TypeOfVer &data); //取得G中指定顶点的值 

       int GetFirstAdjVex(int u, int &v); //返回G中指定顶点u的第一个邻接顶点的位序（顶点集）。若顶点在G中没有邻接顶点，则返回-1 

       int GetNextAdjVex(int u, int v, int &w); //返回G中指定顶点u的下一个邻接顶点（相对于v）的位序（顶点集）。若顶点在G中没有邻接顶点，则返回-1

       bool PutVer(int u, TypeOfVer data); //对G中指定顶点赋值 

       bool InsertVer(const TypeOfVer &data); //往G中添加一个顶点 

       int LocateVer(TypeOfVer data); //返回G中指定顶点的位置 

       bool PrintMatrix();  //输出邻接矩阵 

       int GetVerNum(){ return Vers;}    //取得当前顶点数 

       int GetEdgeNum(){ return Edges;}  //取得当前边数 

       bool Insert_Edge(int u, int v); //无权图插入一条边

       bool Insert_Edge(int u, int v, TypeOfEdge w); //有权图插入一条边

       bool DeleteVer(const TypeOfVer &data); //往G中删除一个顶点

       bool Delete_Edge(int u, int v); //无权图删除一条边 

       bool Delete_Edge(int u, int v, TypeOfEdge w); //有权图删除一条边 

       void DFS_Traverse(int u); //DFS遍历（外壳部分）

       void BFS_Traverse(int u); //BFS遍历

       ~adjmatrix_graph(); //析构函数 

};

输入说明

第一行：图的类型

第二行：结点数

第三行：结点集

第四行：无边标记

第五行：边数

第六行：边集

第七行：权集

输出说明

第一行：图的类型

第二行：顶点集

     空行

第三行：邻接矩阵

#include <iostream>
#include <string>
using namespace std;

template <class TypeOfVer, class TypeOfEdge>
class adjmatrix_graph {
private:
    int Vers;              // 顶点数
    int Edges;             // 边数
    TypeOfEdge **edge;     // 存放邻接矩阵
    TypeOfVer *ver;        // 存放结点值
    TypeOfEdge noEdge;     // 邻接矩阵中的∞的表示值
    string GraphKind;      // 图的种类标志

public:
    adjmatrix_graph(const string &kd, int vSize, const TypeOfVer d[], const TypeOfEdge noEdgeFlag); // 构造函数构造一个只有结点没有边的图
    adjmatrix_graph(const string &kd, int vSize, int eSize, const TypeOfVer d[], int **e); // 构造函数构造一个无权图
    adjmatrix_graph(const string &kd, int vSize, int eSize, const TypeOfEdge noEdgeFlag, const TypeOfVer d[], int **e, const TypeOfEdge w[]); // 构造函数构造一个有权图

    bool InsertVer(const TypeOfVer &data); // 往G中添加一个顶点
    bool PrintMatrix();  // 输出邻接矩阵
};

template<class TypeOfVer, class TypeOfEdge>
adjmatrix_graph<TypeOfVer, TypeOfEdge>::adjmatrix_graph(const string &kd, int vSize, const TypeOfVer d[], const TypeOfEdge noEdgeFlag) {
    Vers = vSize;
    Edges = 0;
    GraphKind = kd;
    noEdge = noEdgeFlag;
    ver = new TypeOfVer[Vers];
    for (int i = 0; i < Vers; ++i) {
        ver[i] = d[i];
    }
    edge = new TypeOfEdge*[Vers];
    for (int i = 0; i < Vers; ++i) {
        edge[i] = new TypeOfEdge[Vers];
        for (int j = 0; j < Vers; ++j) {
            edge[i][j] = noEdge;
        }
    }
}

template<class TypeOfVer, class TypeOfEdge>
adjmatrix_graph<TypeOfVer, TypeOfEdge>::adjmatrix_graph(const string &kd, int vSize, int eSize, const TypeOfVer d[], int **e) {
    // 构造函数实现
}

template<class TypeOfVer, class TypeOfEdge>
adjmatrix_graph<TypeOfVer, TypeOfEdge>::adjmatrix_graph(const string &kd, int vSize, int eSize, const TypeOfEdge noEdgeFlag, const TypeOfVer d[], int **e, const TypeOfEdge w[]) {
    Vers = vSize;
    Edges = eSize;
    GraphKind = kd;
    noEdge = noEdgeFlag;
    ver = new TypeOfVer[Vers];
    for (int i = 0; i < Vers; ++i) {
        ver[i] = d[i];
    }
    edge = new TypeOfEdge*[Vers];
    for (int i = 0; i < Vers; ++i) {
        edge[i] = new TypeOfEdge[Vers];
        for (int j = 0; j < Vers; ++j) {
            edge[i][j] = noEdge;
        }
    }
    if (GraphKind == "UDN" || GraphKind == "UDG") {
        for (int k = 0; k < eSize; ++k) {
            edge[e[k][0]][e[k][1]] = w[k];
            edge[e[k][1]][e[k][0]] = w[k]; // 对称填充
        }
    } else {
        for (int k = 0; k < eSize; ++k) {
            edge[e[k][0]][e[k][1]] = w[k];
        }
    }
}

template<class TypeOfVer, class TypeOfEdge>
bool adjmatrix_graph<TypeOfVer, TypeOfEdge>::InsertVer(const TypeOfVer &data) {
    // 实现往G中添加一个顶点的函数
    return true; // 假设始终添加成功
}

template<class TypeOfVer, class TypeOfEdge>
bool adjmatrix_graph<TypeOfVer, TypeOfEdge>::PrintMatrix() {
    cout << GraphKind << endl;
    for (int i = 0; i < Vers; ++i) {
        cout << ver[i];
        if (i != Vers - 1)
            cout << " ";
    }
    cout << endl << endl;
    for (int i = 0; i < Vers; ++i) {
        for (int j = 0; j < Vers; ++j) {
            cout << edge[i][j];
            if (j != Vers - 1)
                cout << " ";
        }
        cout << endl;
    }
    return true; // 输出成功
}

int main() {
    string graphType;
    int n, m;
    cin >> graphType >> n;
    int *verArr = new int[n];
    for (int i = 0; i < n; ++i) {
        cin >> verArr[i];
    }
    int noEdgeFlag;
    cin >> noEdgeFlag;
    cin >> m;
    int **edgeArr = new int*[m];
    for (int i = 0; i < m; ++i) {
        edgeArr[i] = new int[2];
        cin >> edgeArr[i][0] >> edgeArr[i][1];
    }
    int *weightArr = new int[m];
    for (int i = 0; i < m; ++i) {
        cin >> weightArr[i];
    }

    adjmatrix_graph<int, int> graph(graphType, n, m, noEdgeFlag, verArr, edgeArr, weightArr);
    graph.PrintMatrix();

    // 释放动态数组内存
    delete[] verArr;
    for (int i = 0; i < m; ++i) {
        delete[] edgeArr[i];
    }
    delete[] edgeArr;
    delete[] weightArr;

    return 0;
}