图邻接表类(图的遍历方法,最短距离及路径)

本文总结了图的基本概念,包括有向图和无向图的区别,并重点介绍了图的存储结构,特别是邻接表的实现。通过邻接表类`Link_GP.h`,详细阐述了如何在实际应用中进行图的遍历,以及如何计算最短距离和路径。实验结果显示,该方法能有效地处理图的结构和操作。

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一:总结图的基本概念:

1.图分为有向图(入度和出度)和无向图(最大边数n(n-1)/2);

2.图的存储结构:

1)关联矩阵(表示了图的结构,即图中各结点的后件关系):表示各个结点的前件与后件关系,矩阵R(i,j)=1,表示结点i是结点j的前件,矩阵R(i,j)=0,表示结点i不是结点j的前件,无向图的关联矩阵是对称矩阵,且对角线上的元素均为0.有向图的不一定是对称矩阵且对角线不一定为0;

2)求值矩阵(表示了图中每两个结点之间的求值函数):在求值矩阵V中,一般用-1表示两个结点无直接连通;

3)邻接表(存储结构也称“顺序--索引---链接”存储结构):首先,用一个顺序存储空间来存储图中各个结点信息。其次,对应图中每个结点构造一个单链表,该单链表的头指针即为顺序空间中的对应存储结点的指针域。

二:图邻接表类

1.图邻接表类//文件名 :Link_GP.h

#include "sq_Queue.h"
#include <iostream>
#include <fstream>
using namespace std;
template <class T1>
struct node
{
	int num;
	T1 val;
	node * next;
};
template <class T1,class T2>
struct gpnode
{
	T2 data;
	node<T1> *link;
};
//定义图邻接表类
template <class T1,class T2>
class Link_GP
{
    private:
		int nn;   //图中结点个数
		gpnode<T1,T2> *gp;//图邻接表中顺序存储空间首地址
	public:
		Link_GP(){gp=NULL;return;}//图邻接表初始化
		void creat_Link_GP(int,T2[]);//由键盘输入生成图邻接表
		void creat_Link_GP(int,T2[],char *);//由文件数据生成图邻接表
		void prt_Link_GP();//输出图邻接表
		void dfs_Link_GP();//纵向优先搜索法遍历图
		void bfs_Link_GP();//横向优先搜索法遍历图
		void short_Link_GP(int);//求指定结点到其余各结点的最短距离
		void short_path_Link_GP(int);//求指定结点到其余各结点的最短距离与路径

};
//由键盘输入生成图邻接表
template <class T1,class T2>
void Link_GP<T1,T2>::creat_Link_GP(int n,T2 d[])
{
	node<T1> *p;
	nn=n;                  //图中结点个数
	int k,m;
	T1 v;
	gp=new gpnode<T1,T2>[nn];//申请图邻接表中顺序存储空间
	for(k=0;k<nn;k++)  //依次对图中的每个结点建立链接所有后件的单链表
	{
		(gp+k)->data=d[k];//置顺序存储空间的结点值
		(gp+k)->Link=NULL;//置顺序存储空间结点的指针域为空
		cout<<"请输入图中第"<<k<<"个结点的后件信息:"<<endl;
		cin>>m>>v;  //输入后件信息
		while(m>=0)
		{
			p=new node<T1>;  //申请单链表结点
			p->num=m;p->val=v;
			p->next=(gp+k)->link;//新结点指针指向原头结点
			(gp+k)->link=p;//将新结点链接到单链表链头
			cin>>m>>v;
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