Graph-004-DFS-and-Components

本文介绍了一种使用深度优先搜索算法来分析图的连通组件的方法,通过构建稠密图和稀疏图的数据结构,实现图的遍历和连通性判断。通过读取图文件并构建图模型,最后运用组件类进行连通组件计数。

DenseGraph.h

#ifndef INC_05_DFS_AND_COMPONENTS_DENSEGRAPH_H
#define INC_05_DFS_AND_COMPONENTS_DENSEGRAPH_H

#include <iostream>
#include <vector>
#include <cassert>

using namespace std;

// 稠密图 - 邻接矩阵
class DenseGraph{

private:
    int n, m;
    bool directed;
    vector<vector<bool>> g;

public:
    DenseGraph( int n , bool directed ){
        this->n = n;
        this->m = 0;
        this->directed = directed;
        for( int i = 0 ; i < n ; i ++ )
            g.push_back( vector<bool>(n, false) );
    }

    ~DenseGraph(){

    }

    int V(){ return n;}
    int E(){ return m;}

    void addEdge( int v , int w ){

        assert( v >= 0 && v < n );
        assert( w >= 0 && w < n );

        if( hasEdge( v , w ) )
            return;

        g[v][w] = true;
        if( !directed )
            g[w][v] = true;

        m ++;
    }

    bool hasEdge( int v , int w ){
        assert( v >= 0 && v < n );
        assert( w >= 0 && w < n );
        return g[v][w];
    }

    void show(){

        for( int i = 0 ; i < n ; i ++ ){
            for( int j = 0 ; j < n ; j ++ )
                cout<<g[i][j]<<"\t";
            cout<<endl;
        }
    }

    class adjIterator{
    private:
        DenseGraph &G;
        int v;
        int index;
    public:
        adjIterator(DenseGraph &graph, int v): G(graph){
            this->v = v;
            this->index = -1;
        }

        int begin(){

            index = -1;
            return next();
        }

        int next(){
            for( index += 1 ; index < G.V() ; index ++ )
                if( G.g[v][index] )
                    return index;
            return -1;
        }

        bool end(){
            return index >= G.V();
        }
    };
};
#endif

SparseGraph.h

#ifndef INC_05_DFS_AND_COMPONENTS_SPARSEGRAPH_H
#define INC_05_DFS_AND_COMPONENTS_SPARSEGRAPH_H

#include <iostream>
#include <vector>
#include <cassert>

using namespace std;

// 稀疏图 - 邻接表
class SparseGraph{

private:
    int n, m;
    bool directed;
    vector<vector<int>> g;

public:
    SparseGraph( int n , bool directed ){
        this->n = n;
        this->m = 0;
        this->directed = directed;
        for( int i = 0 ; i < n ; i ++ )
            g.push_back( vector<int>() );
    }

    ~SparseGraph(){

    }

    int V(){ return n;}
    int E(){ return m;}

    void addEdge( int v, int w ){

        assert( v >= 0 && v < n );
        assert( w >= 0 && w < n );

        g[v].push_back(w);
        if( v != w && !directed )
            g[w].push_back(v);

        m ++;
    }

    bool hasEdge( int v , int w ){

        assert( v >= 0 && v < n );
        assert( w >= 0 && w < n );

        for( int i = 0 ; i < g[v].size() ; i ++ )
            if( g[v][i] == w )
                return true;
        return false;
    }

    void show(){

        for( int i = 0 ; i < n ; i ++ ){
            cout<<"vertex "<<i<<":\t";
            for( int j = 0 ; j < g[i].size() ; j ++ )
                cout<<g[i][j]<<"\t";
            cout<<endl;
        }
    }

    class adjIterator{
    private:
        SparseGraph &G;
        int v;
        int index;
    public:
        adjIterator(SparseGraph &graph, int v): G(graph){
            this->v = v;
            this->index = 0;
        }

        int begin(){
            index = 0;
            if( G.g[v].size() )
                return G.g[v][index];
            return -1;
        }

        int next(){
            index ++;
            if( index < G.g[v].size() )
                return G.g[v][index];
            return -1;
        }

        bool end(){
            return index >= G.g[v].size();
        }
    };
};

#endif

Components.h

#ifndef INC_05_DFS_AND_COMPONENTS_COMPONENTS_H
#define INC_05_DFS_AND_COMPONENTS_COMPONENTS_H

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


template <typename Graph>
class Component{

private:
    Graph &G;
    bool *visited;
    int ccount;
    int *id;

    void dfs( int v ){

        visited[v] = true;
        id[v] = ccount;
        typename Graph::adjIterator adj(G, v);
        for( int i = adj.begin() ; !adj.end() ; i = adj.next() ){
            if( !visited[i] )
                dfs(i);
        }
    }

public:
    Component(Graph &graph): G(graph){

        visited = new bool[G.V()];
        id = new int[G.V()];
        ccount = 0;
        for( int i = 0 ; i < G.V() ; i ++ ){
            visited[i] = false;
            id[i] = -1;
        }

        for( int i = 0 ; i < G.V() ; i ++ )
            if( !visited[i] ){
                dfs(i);
                ccount ++;
            }
    }

    ~Component(){
        delete[] visited;
        delete[] id;
    }

    int count(){
        return ccount;
    }

    bool isConnected( int v , int w ){
        assert( v >= 0 && v < G.V() );
        assert( w >= 0 && w < G.V() );
        return id[v] == id[w];
    }
};

#endif

ReadGraph.h

#ifndef INC_05_DFS_AND_COMPONENTS_READGRAPH_H
#define INC_05_DFS_AND_COMPONENTS_READGRAPH_H

#include <iostream>
#include <string>
#include <fstream>
#include <sstream>
#include <cassert>

using namespace std;

template <typename Graph>
class ReadGraph{

public:
    ReadGraph(Graph &graph, const string &filename){

        ifstream file(filename);
        string line;
        int V, E;

        assert( file.is_open() );

        assert( getline(file, line) );
        stringstream ss(line);
        ss>>V>>E;

        assert( V == graph.V() );

        for( int i = 0 ; i < E ; i ++ ){

            assert( getline(file, line) );
            stringstream ss(line);

            int a,b;
            ss>>a>>b;
            assert( a >= 0 && a < V );
            assert( b >= 0 && b < V );
            graph.addEdge( a , b );
        }
    }
};
#endif

testG1.txt

13 13
0 5
4 3
0 1
9 12
6 4
5 4
0 2
11 12
9 10
0 6
7 8
9 11
5 3

testG2.txt

7 8
0 1
0 2
0 5
0 6
3 4
3 5
4 5
4 6

main.cpp

#include <iostream>
#include "SparseGraph.h"
#include "DenseGraph.h"
#include "ReadGraph.h"
#include "Components.h"

using namespace std;


int main() {

    // TestG1.txt
    string filename1 = "testG1.txt";
    SparseGraph g1 = SparseGraph(13, false);
    ReadGraph<SparseGraph> readGraph1(g1, filename1);
    Component<SparseGraph> component1(g1);
    cout<<"TestG1.txt, Component Count: "<<component1.count()<<endl;

    cout<<endl;

    // TestG2.txt
    string filename2 = "testG2.txt";
    SparseGraph g2 = SparseGraph(7, false);
    ReadGraph<SparseGraph> readGraph2(g2, filename2);
    Component<SparseGraph> component2(g2);
    cout<<"TestG2.txt, Component Count: "<<component2.count()<<endl;

    return 0;
}
下载方式:https://pan.quark.cn/s/a4b39357ea24 布线问题(分支限界算法)是计算机科学和电子工程领域中一个广为人知的议题,它主要探讨如何在印刷电路板上定位两个节点间最短的连接路径。 在这一议题中,电路板被构建为一个包含 n×m 个方格的矩阵,每个方格能够被界定为可通行或不可通行,其核心任务是定位从初始点到最终点的最短路径。 分支限界算法是处理布线问题的一种常用策略。 该算法与回溯法有相似之处,但存在差异,分支限界法仅需获取满足约束条件的一个最优路径,并按照广度优先或最小成本优先的原则来探索解空间树。 树 T 被构建为子集树或排列树,在探索过程中,每个节点仅被赋予一次成为扩展节点的机会,且会一次性生成其全部子节点。 针对布线问题的解决,队列式分支限界法可以被采用。 从起始位置 a 出发,将其设定为首个扩展节点,并将与该扩展节点相邻且可通行的方格加入至活跃节点队列中,将这些方格标记为 1,即从起始方格 a 到这些方格的距离为 1。 随后,从活跃节点队列中提取队首节点作为下一个扩展节点,并将与当前扩展节点相邻且未标记的方格标记为 2,随后将这些方格存入活跃节点队列。 这一过程将持续进行,直至算法探测到目标方格 b 或活跃节点队列为空。 在实现上述算法时,必须定义一个类 Position 来表征电路板上方格的位置,其成员 row 和 col 分别指示方格所在的行和列。 在方格位置上,布线能够沿右、下、左、上四个方向展开。 这四个方向的移动分别被记为 0、1、2、3。 下述表格中,offset[i].row 和 offset[i].col(i=0,1,2,3)分别提供了沿这四个方向前进 1 步相对于当前方格的相对位移。 在 Java 编程语言中,可以使用二维数组...
源码来自:https://pan.quark.cn/s/a4b39357ea24 在VC++开发过程中,对话框(CDialog)作为典型的用户界面组件,承担着与用户进行信息交互的重要角色。 在VS2008SP1的开发环境中,常常需要满足为对话框配置个性化背景图片的需求,以此来优化用户的操作体验。 本案例将系统性地阐述在CDialog框架下如何达成这一功能。 首先,需要在资源设计工具中构建一个新的对话框资源。 具体操作是在Visual Studio平台中,进入资源视图(Resource View)界面,定位到对话框(Dialog)分支,通过右键选择“插入对话框”(Insert Dialog)选项。 完成对话框内控件的布局设计后,对对话框资源进行保存。 随后,将着手进行背景图片的载入工作。 通常有两种主要的技术路径:1. **运用位图控件(CStatic)**:在对话框界面中嵌入一个CStatic控件,并将其属性设置为BST_OWNERDRAW,从而具备自主控制绘制过程的权限。 在对话框的类定义中,需要重写OnPaint()函数,负责调用图片资源并借助CDC对象将其渲染到对话框表面。 此外,必须合理处理WM_CTLCOLORSTATIC消息,确保背景图片的展示不会受到其他界面元素的干扰。 ```cppvoid CMyDialog::OnPaint(){ CPaintDC dc(this); // 生成设备上下文对象 CBitmap bitmap; bitmap.LoadBitmap(IDC_BITMAP_BACKGROUND); // 获取背景图片资源 CDC memDC; memDC.CreateCompatibleDC(&dc); CBitmap* pOldBitmap = m...
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值