一张图体会栈和队列

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### 文件内容总结 此文件是一张,主要描述了一个关于(Graph)的实验报告。具体内容包括实验目的、要求、内容步骤等部分。以下是文件内容的详细解读: #### 实验项目名称 的实验 #### 实验目的及要求 **实验目的:** 1. 掌握的邻接表存储结构的创建方法,实现中顶点边的增加删除。 2. & 3. (重复) 掌握深度优先遍历的基本思想实现。 **实验要求:** 1. 以数字菜单的形式列出程序的主要功能。 2. 能够识别创建过程中的简单错误。 3. 增加顶点边之后,可以将的数据保存回`g.txt`,下次启程序时,能够将其正确读入。 4. 对于深度优先遍历可用递归形式实现;对于广度优先遍历过程中需要用到的队列,需用规范的方法实现进队、出队、判队空、判队满、读取队头队尾元素等各种操作。 5. 分析各种算法的时间空间复杂度,比较顺序存储链式存储的优缺点。 #### 实验内容 1. 根据给定建立其邻接表存储结构并输出保存为`g.txt`。 2. 实现中顶点边的增加删除,并将修改后的数据保存回文件`g.txt`。 3. 实现的深度优先遍历。 4. 实现的广度优先遍历。 #### 实验步骤、环境、结果及教师评语 这些部分在提供的截中未显示具体内容。 --- ### 知识点 1. **的邻接表存储**:邻接表是的一种链式存储结构,适合表示稀疏,易于增删边。 2. **深度优先搜索(DFS)**:一种用于遍历或搜索树或的算法,利用递归或实现。 3. **广度优先搜索(BFS)**:基于队列实现,逐层遍历节点,适用于寻找最短路径等问题。
06-17
<think>我们首先需要理解用户的问题:用户要求了解的邻接表存储结构、DFSBFS的实现,以及实验报告的要求。我们将分三个部分回答:1.邻接表存储结构2.DFSBFS算法的实现(基于邻接表)3.实验报告要求注意:用户提供了两个引用,其中包含邻接表存储的DFSBFS的代码片段,我们可以参考并解释。###1.邻接表存储结构邻接表是一种的链式存储结构。对于的每个顶点,我们使用一个链表来存储所有邻接于该顶点的顶点(或边)。邻接表由顶点数组边链表组成:-顶点数组:每个数组元素包括顶点信息指向第一个邻接点的指针。-边链表:每个节点代表一条边,包含邻接顶点的下标(或其他标识)指向下一个邻接点的指针。在无向中,每条边会被存储两次(因为对称);在有向中,每条边只存储一次(通常存储从该顶点出发的边)。###2.DFSBFS算法的实现####DFS(深度优先搜索)DFS是一种递归或实现的搜索算法。基本思想是:从某个顶点v出发,访问它,然后递归地访问v的未被访问的邻接点。在邻接表存储结构下,DFS的实现如下(参考用户提供的引用[1][2]):```cpp//全局或类成员变量:visited数组,用于标记顶点是否被访问过boolvisited[MAX_VERTEX_NUM];//DFS递归函数voidDFS(ALGraph&graph,intv){visited[v]=true;//访问顶点v,例如打印cout<<graph.adjList[v].vertex<<"";//遍历v的所有邻接点ArcNode*p=graph.adjList[v].firstarc;while(p){intw=p->adjvex;//邻接顶点下标if(!visited[w]){DFS(graph,w);//递归访问}p=p->next;}}//DFS遍历整个voidDFSTraverse(ALGraph&graph){//初始化visited数组for(inti=0;i<graph.vexNum;i++){visited[i]=false;}//对每个未被访问的顶点调用DFSfor(inti=0;i<graph.vexNum;i++){if(!visited[i]){DFS(graph,i);}}}```####BFS(广度优先搜索)BFS使用队列实现,按层次遍历。从某个顶点v开始,访问v,然后访问v的所有未被访问的邻接点,再按同样的顺序访问它们的邻接点。在邻接表存储结构下,BFS的实现如下:```cppvoidBFS(ALGraph&graph,intv){queue<int>q;visited[v]=true;q.push(v);while(!q.empty()){intu=q.front();q.pop();cout<<graph.adjList[u].vertex<<"";//访问顶点u//遍历u的所有邻接点ArcNode*p=graph.adjList[u].firstarc;while(p){intw=p->adjvex;if(!visited[w]){visited[w]=true;q.push(w);}p=p->next;}}}voidBFSTraverse(ALGraph&graph){for(inti=0;i<graph.vexNum;i++){visited[i]=false;}for(inti=0;i<graph.vexNum;i++){if(!visited[i]){BFS(graph,i);}}}```###3.实验报告要求通常,实验报告应包括以下部分:1.**实验目的**:理解的邻接表存储结构,掌握DFSBFS算法的实现。2.**实验内容**:-定义邻接表存储结构(包括顶点表边表节点)。-实现的创建(从文件输入或手输入)。-实现DFSBFS算法,并输出遍历序列。3.**实验结果**:展示测试用例(例如,一个具体的遍历结果。4.**实验分析**:分析DFSBFS的时间复杂度,讨论两种遍历的特点适用场景。5.**总结**:实验过程中遇到的问题及解决方法,心得体会。###相关问题1.在邻接矩阵存储结构下,DFSBFS的实现与邻接表有何不同?2.如何计算DFSBFS的时间复杂度空间复杂度?3.除了DFSBFS,还有哪些的遍历算法?它们有什么应用?</think>### 的邻接表存储结构 邻接表是一种的链式存储结构,由顶点表边表组成: 1. **顶点表**:数组结构,每个元素包含顶点数据指向第一条邻接边的指针 2. **边表**:链表结构,每个节点包含邻接顶点下标指向下一条边的指针 **存储示例**(无向): ``` 顶点0: A → [1] → [2] → ∅ 顶点1: B → [0] → [3] → ∅ 顶点2: C → [0] → ∅ 顶点3: D → [1] → ∅ ``` - 空间复杂度:$O(|V| + |E|)$ - 适合存储稀疏 ### DFS算法实现(邻接表) 深度优先搜索采用递归/实现,核心步骤: ```cpp bool visited[MAX_VERTEX]; // 访问标记数组 void DFS(ALGraph &G, int v) { visited[v] = true; // 标记已访问 cout << G.adjList[v].data << " "; // 访问顶点 ArcNode *p = G.adjList[v].firstarc; while (p) { // 遍历邻接点 int w = p->adjvex; if (!visited[w]) DFS(G, w); // 递归未访问邻接点 p = p->nextarc; } } void DFSTraverse(ALGraph &G) { for (int i=0; i<G.vexnum; ++i) visited[i] = false; // 初始化标记 for (int i=0; i<G.vexnum; ++i) if (!visited[i]) DFS(G, i); // 连通分量处理 } ``` > **特性**: > - 时间复杂度:$O(|V| + |E|)$ > - 空间复杂度:$O(|V|)$(递归深度) > - 生成深度优先树 ### BFS算法实现(邻接表) 广度优先搜索采用队列实现,核心步骤: ```cpp void BFS(ALGraph &G, int v) { queue<int> q; visited[v] = true; q.push(v); while (!q.empty()) { int u = q.front(); q.pop(); cout << G.adjList[u].data << " "; // 访问顶点 ArcNode *p = G.adjList[u].firstarc; while (p) { // 遍历邻接点 int w = p->adjvex; if (!visited[w]) { visited[w] = true; q.push(w); // 邻接点入队 } p = p->nextarc; } } } void BFSTraverse(ALGraph &G) { for (int i=0; i<G.vexnum; ++i) visited[i] = false; for (int i=0; i<G.vexnum; ++i) if (!visited[i]) BFS(G, i); } ``` > **特性**: > - 时间复杂度:$O(|V| + |E|)$ > - 空间复杂度:$O(|V|)$(队列大小) > - 生成最短路径树(未加权) ### 实验报告要求 1. **基础实现** - 完成邻接表存储结构定义(顶点表+边表节点) - 实现的创建函数(手输入/文件读取) - 验证DFS/BFS输出序列(提供测试例) 2. **实验分析** - 对比邻接矩阵与邻接表的存储效率 - 分析DFS递归与非递归实现的差异 - 验证BFS求解最短路径(未加权) 3. **拓展要求** - 实现连通分量计数(通过DFS/BFS) - 可视化遍历过程(输出遍历树结构) - 应用场景分析(如社交网络关系挖掘)[^1] 4. **报告结构** ```markdown 1. 实验目的 2. 存储结构设计 3. 算法核心代码 4. 测试数据与结果 5. 时间复杂度分析 6. 应用场景讨论 ```
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