使用邻接矩阵实现的图结构（添加深度优先搜索）

使用邻接矩阵实现的图结构（添加深度优先搜索）
这次我使用了深度优先搜索。以前的文章如下所示。这个算法困难啊，调试了我好一段时间。下面就是我扩充的深度优先搜索的内容。以前发布的程序有诸多不足，还有几个致命的错误，我就不解释了，这个是优化了的，比以前的好了些。我以前写的图结构：http://student.youkuaiyun.com/space.php?uid=999749&do=blog&id=51129

下面是我的JGraph.h代码：

Code:

1. /*----------------------------------------------------------------------------
2. 蒋轶民制作：E-mail：jiangcaiyang123@163.com
3. ------------------------------------------------------------------------------
4. 文件名：JGraph.h
5. ------------------------------------------------------------------------------
6. 作用：这是使用邻接矩阵制作的图状结构，基本实现了图的创建操作。
7. ------------------------------------------------------------------------------
8. 调用规范：无
9. /*--------------------------------------------------------------------------*/
10. //条件编译
11. #ifndef_JGRAPH_H_
12. #define_JGRAPH_H_
13. /*--------------------------------------------------------------------------*/
14. //头文件
15. #include<limits.h>
17. //定义的宏
18. #defineINFINITYINT_MAX
19. #defineMAX_VERTEX_NUM20
21. /*--------------------------------------------------------------------------*/
22. //定义一系列类型
23. enumGraphKind{DG,DN,UDG,UDN};//图的类型枚举
24. typedefunsignedintVRType;
25. typedefcharInfoType;
26. typedefstruct
27. {
28. VRTypeadj;//顶点关系类型
29. InfoType*info;//弧的信息
30. }AdjMatrix[MAX_VERTEX_NUM][MAX_VERTEX_NUM];
32. //图的定义
33. template<typenameCustomType>
34. classJMatrixGraph
35. {
36. public:
37. JMatrixGraph():vexnum(0),arcnum(0){}//默认构造函数
38. voidCreateGraph(GraphKindinputKind);//创建图
39. voidDFSTraverse(bool(*Visit)(intv));//深度优先搜索遍历
40. private:
41. voidCreateDG(void);//创建有向图
42. voidCreateDN(void);//创建有向网
43. voidCreateUDG(void);//创建无向图
44. voidCreateUDN(void);//创建无向网
45. voidDepthFirstSearch(intv,bool(*Visit)(intv));//深度优先搜索
46. intFirstAdjVex(intv);//返回第v个顶点的第一个邻接点
47. intNextAdjVex(intv,intw);//返回第v个顶点的下一个邻接点
48. CustomTypevexs[MAX_VERTEX_NUM];//顶点向量
49. AdjMatrixarcs;//邻接矩阵
50. intvexnum,arcnum;//图的顶点数和弧数
51. GraphKindkind;//图的种类标志
52. boolvisited[MAX_VERTEX_NUM];//访问标志数组
53. };
54. /*--------------------------------------------------------------------------*/
55. //创建图
56. template<typenameCustomType>
57. voidJMatrixGraph<CustomType>::CreateGraph(GraphKindinputKind)
58. {
59. switch(inputKind)
60. {
61. caseDG:returnCreateDG();
62. caseDN:returnCreateDN();
63. caseUDG:returnCreateUDG();
64. caseUDN:returnCreateUDN();
65. }
66. }
68. template<typenameCustomType>//创建有向图
69. voidJMatrixGraph<CustomType>::CreateDG(void)
70. {
71. inti,j,k;
72. intv1,v2,incInfo;
73. cout<<"输入顶点个数：/n";
74. cin>>vexnum;
75. cout<<"输入弧的个数：/n";
76. cin>>arcnum;
77. if(arcnum>vexnum*(vexnum-1)*0.5f)
78. {
79. cout<<"输入错误！因为不满足n(n-1)/2的条件。/n";
80. return;
81. }
82. cout<<"输入弧的信息（0表示忽略）：/n";
83. cin>>incInfo;
84. for(i=0;i<vexnum;i++)
85. {
86. cout<<"请输入第"<<i+1<<"个顶点的内容：/n";
87. cin>>vexs[i];
88. }
89. for(i=0;i<vexnum;i++)
90. {
91. for(j=0;j<vexnum;j++)
92. {
93. arcs[i][j].adj=0;
94. arcs[i][j].info=NULL;
95. }
96. }
97. for(k=0;k<arcnum;k++)
98. {
99. cout<<"请输入第"<<k+1<<"边连接的两个顶点。/n";
100. cin>>v1>>v2;
101. arcs[v1-1][v2-1].adj=1;
102. if(incInfo!=0)
103. {
104. cout<<"输入弧的信息，以字符串的形式存储。/n";
105. cin>>arcs[v1-1][v2-1].info;
106. }
107. }//这里设置断点，下同
108. }
110. template<typenameCustomType>//创建有向网
111. voidJMatrixGraph<CustomType>::CreateDN(void)
112. {
113. inti,j,k;
114. intv1,v2,incInfo;
115. intw;
116. cout<<"输入顶点个数：/n";
117. cin>>vexnum;
118. cout<<"输入弧的个数：/n";
119. cin>>arcnum;
120. if(arcnum>vexnum*(vexnum-1)*0.5f)
121. {
122. cout<<"输入错误！因为不满足n(n-1)/2的条件。/n";
123. return;
124. }
125. cout<<"输入弧的信息（0表示忽略）：/n";
126. cin>>incInfo;
127. for(i=0;i<vexnum;i++)
128. {
129. cout<<"请输入第"<<i+1<<"个顶点的内容：/n";
130. cin>>vexs[i];
131. }
132. for(i=0;i<vexnum;i++)
133. {
134. for(j=0;j<vexnum;j++)
135. {
136. arcs[i][j].adj=INFINITY;
137. arcs[i][j].info=NULL;
138. }
139. }
140. for(k=0;k<arcnum;k++)
141. {
142. cout<<"请输入第"<<k+1<<"边连接的两个顶点和权值。/n";
143. cin>>v1>>v2>>w;
144. arcs[v1-1][v2-1].adj=w;
145. if(incInfo!=0)
146. {
147. cout<<"输入弧的信息，以字符串的形式存储。/n";
148. cin>>arcs[v1-1][v2-1].info;
149. }
150. }
151. }
153. template<typenameCustomType>//创建无向图
154. voidJMatrixGraph<CustomType>::CreateUDG(void)
155. {
156. inti,j,k;
157. intv1,v2,incInfo;
158. cout<<"输入顶点个数：/n";
159. cin>>vexnum;
160. cout<<"输入弧的个数：/n";
161. cin>>arcnum;
162. if(arcnum>vexnum*(vexnum-1)*0.5f)
163. {
164. cout<<"输入错误！因为不满足n(n-1)/2的条件。/n";
165. return;
166. }
167. cout<<"输入弧的信息（0表示忽略）：/n";
168. cin>>incInfo;
169. for(i=0;i<vexnum;i++)
170. {
171. cout<<"请输入第"<<i+1<<"个顶点的内容：/n";
172. cin>>vexs[i];
173. }
174. for(i=0;i<vexnum;i++)
175. {
176. for(j=0;j<vexnum;j++)
177. {
178. arcs[i][j].adj=0;
179. arcs[i][j].info=NULL;
180. }
181. }
182. for(k=0;k<arcnum;k++)
183. {
184. cout<<"请输入第"<<k+1<<"边连接的两个顶点。/n";
185. cin>>v1>>v2;
186. arcs[v1-1][v2-1].adj=1;
187. cout<<"该元素的值是："<<arcs[v1-1][v2-1].adj;
188. if(incInfo!=0)
189. {
190. cout<<"输入弧的信息，以字符串的形式存储。/n";
191. cin>>arcs[v1-1][v2-1].info;
192. }
193. arcs[v2-1][v1-1].adj=arcs[v1-1][v2-1].adj;
194. }
195. }
197. template<typenameCustomType>//创建无向网
198. voidJMatrixGraph<CustomType>::CreateUDN(void)
199. {
200. inti,j,k;
201. intv1,v2,incInfo;
202. intw;
203. cout<<"输入顶点个数：/n";
204. cin>>vexnum;
205. cout<<"输入弧的个数：/n";
206. cin>>arcnum;
207. if(arcnum>vexnum*(vexnum-1)*0.5f)
208. {
209. cout<<"输入错误！因为不满足n(n-1)/2的条件。/n";
210. return;
211. }
212. cout<<"输入弧的信息（0表示忽略）：/n";
213. cin>>incInfo;
214. for(i=0;i<vexnum;i++)
215. {
216. cout<<"请输入第"<<i+1<<"个顶点的内容：/n";
217. cin>>vexs[i];
218. }
219. for(i=0;i<vexnum;i++)
220. {
221. for(j=0;j<vexnum;j++)
222. {
223. arcs[i][j].adj=INFINITY;
224. arcs[i][j].info=NULL;
225. }
226. }
227. for(k=0;k<arcnum;k++)
228. {
229. cout<<"请输入第"<<k+1<<"边连接的两个顶点和权值。/n";
230. cin>>v1>>v2>>w;
231. arcs[v1-1][v2-1].adj=w;
232. if(incInfo!=0)
233. {
234. cout<<"输入弧的信息，以字符串的形式存储。/n";
235. cin>>arcs[v1-1][v2-1].info;
236. }
237. arcs[v2-1][v1-1].adj=arcs[v1-1][v2-1].adj;
238. }
239. }
240. /*--------------------------------------------------------------------------*/
241. //深度优先搜索遍历
242. template<typenameCustomType>
243. voidJMatrixGraph<CustomType>::DFSTraverse(bool(*Visit)(intv))
244. {
245. intv;
246. for(v=0;v<vexnum;v++)visited[v]=false;
247. for(v=0;v<vexnum;v++)
248. if(!visited[v])DepthFirstSearch(v,Visit);
249. }
250. /*--------------------------------------------------------------------------*/
251. //深度优先搜索
252. template<typenameCustomType>
253. voidJMatrixGraph<CustomType>::DepthFirstSearch(intv,bool(*Visit)(intv))
254. {
255. visited[v]=true;Visit(v);
256. intw;
257. for(w=FirstAdjVex(v);w>=0;w=NextAdjVex(v,w))
258. if(!visited[w])DepthFirstSearch(w,Visit);
259. }
260. /*--------------------------------------------------------------------------*/
261. //返回第v个顶点的第一个邻接点
262. template<typenameCustomType>
263. intJMatrixGraph<CustomType>::FirstAdjVex(intv)
264. {
265. inti;
266. for(i=0;i<vexnum;i++)
267. if(arcs[v][i].adj!=0)returni;//这里只对无向图进行计算
268. return-1;
269. }
270. /*--------------------------------------------------------------------------*/
271. //返回第v个顶点的下一个邻接点
272. template<typenameCustomType>
273. intJMatrixGraph<CustomType>::NextAdjVex(intv,intw)
274. {
275. inti;
276. for(i=w+1;i<vexnum;i++)
277. if(arcs[v][i].adj!=0)returni;//这里只对无向图进行计算
278. return-1;
279. }
280. #endif

下面是我对《数据结构（严蔚敏版）》168页的G4图进行深度优先搜索。MainFrame.h文件如图所示。

Code:

1. /*----------------------------------------------------------------------------
2. 蒋轶民制作：E-mail：jiangcaiyang123@163.com
3. ------------------------------------------------------------------------------
4. 文件名：MainFrame.h
5. ------------------------------------------------------------------------------
6. 作用：验证图结构是否创建成功。
7. /*--------------------------------------------------------------------------*/
8. //头文件
9. #include<iostream>
10. #include"JGraph.h"
12. usingnamespacestd;
14. boolVisitFunc(intv)
15. {
16. cout<<"-----------深度优先搜索------------/n";
17. cout<<"访问第"<<v+1<<"个顶点/n";
18. returntrue;
19. }
21. //程序的入口
22. intmain(intargc,char**argv)
23. {
24. JMatrixGraph<char>jmg;
25. jmg.CreateGraph(UDG);
26. jmg.DFSTraverse(VisitFunc);
27. return0;
28. }

程序的截图如图所示：

以后还会实现广度优先搜索和更多的功能的！