用c语言写出用邻接矩阵作为图的存储结构建立一个网,并构造该网的最小生成树

时间: 2024-03-16 21:44:58 浏览: 68
好的,我会尽力回答你的问题。 首先,我们需要定义一个结构体来表示图的存储结构,包含顶点数和邻接矩阵。 ```c #define MAXVEX 100 // 最大顶点数 typedef struct { char vexs[MAXVEX]; // 存储顶点信息 int arc[MAXVEX][MAXVEX]; // 存储邻接矩阵 int vexnum; // 顶点数 } MGraph; ``` 接着,我们需要定义一个函数来创建一个网,输入顶点数和边数,以及每条边的权值,构造邻接矩阵表示的图。 ```c void createMGraph(MGraph *G) { int i, j, k, w; printf("请输入顶点数和边数:"); scanf("%d%d", &G->vexnum, &k); getchar(); // 吃掉回车符 printf("请输入顶点信息:\n"); for (i = 0; i < G->vexnum; i++) { printf("第%d个顶点:", i + 1); scanf("%c", &G->vexs[i]); getchar(); // 吃掉回车符 } // 初始化邻接矩阵 for (i = 0; i < G->vexnum; i++) { for (j = 0; j < G->vexnum; j++) { G->arc[i][j] = INT_MAX; // 初始权值为无穷大 } } // 构造邻接矩阵 for (i = 0; i < k; i++) { char v1, v2; printf("请输入第%d条边的两个顶点和权值:", i + 1); scanf("%c%c%d", &v1, &v2, &w); getchar(); // 吃掉回车符 int m = locateVex(*G, v1); int n = locateVex(*G, v2); G->arc[m][n] = G->arc[n][m] = w; // 无向图 } } ``` 其中,`locateVex` 函数用于在图中查找指定顶点的位置。 ```c int locateVex(MGraph G, char ch) { int i; for (i = 0; i < G.vexnum; i++) { if (G.vexs[i] == ch) { return i; } } return -1; } ``` 接下来,我们需要定义一个结构体来表示边的信息,包括起点、终点和权值。 ```c typedef struct { char start; // 边的起点 char end; // 边的终点 int weight; // 边的权值 } Edge; ``` 然后,我们需要定义一个函数来从邻接矩阵表示的图中提取所有的边,并按权值从小到大排序。 ```c void getEdges(MGraph G, Edge *edges) { int i, j, k = 0; for (i = 0; i < G.vexnum; i++) { for (j = i + 1; j < G.vexnum; j++) { if (G.arc[i][j] != INT_MAX) { // 存在边 edges[k].start = G.vexs[i]; edges[k].end = G.vexs[j]; edges[k].weight = G.arc[i][j]; k++; } } } // 按权值从小到大排序 qsort(edges, k, sizeof(Edge), cmp); } ``` 其中,`cmp` 函数用于比较两条边的权值大小。 ```c int cmp(const void *a, const void *b) { Edge *e1 = (Edge *)a; Edge *e2 = (Edge *)b; return e1->weight - e2->weight; } ``` 最后,我们需要定义一个函数来构造邻接矩阵表示的图的最小生成树。我们采用 Kruskal 算法,即按权值从小到大选择边,如果这条边的两个顶点不在同一个连通分量中,则将其加入最小生成树中。 ```c void miniSpanTree_Kruskal(MGraph G) { int i, j; Edge edges[MAXVEX * (MAXVEX - 1) / 2]; // 存储所有边 getEdges(G, edges); // 提取所有边 int parent[MAXVEX]; // 记录每个顶点所在的连通分量 for (i = 0; i < G.vexnum; i++) { parent[i] = i; } int count = 0; // 记录已选择的边数 int k = 0; // 记录当前考虑的边 Edge result[MAXVEX]; // 存储最小生成树的边 while (count < G.vexnum - 1) { // 已选择的边数为顶点数减一 Edge e = edges[k++]; // 选择当前考虑的边 int m = locateVex(G, e.start); int n = locateVex(G, e.end); int pm = find(parent, m); // 查找起点所在的连通分量 int pn = find(parent, n); // 查找终点所在的连通分量 if (pm != pn) { // 不在同一个连通分量中 parent[pm] = pn; // 合并连通分量 result[count++] = e; // 加入最小生成树 } } printf("最小生成树的边为:\n"); for (i = 0; i < count; i++) { printf("%c-%c %d\n", result[i].start, result[i].end, result[i].weight); } } int find(int *parent, int f) { while (f != parent[f]) { f = parent[f]; } return f; } ``` 这样,我们就完成了用邻接矩阵作为图的存储结构建立一个网,并构造该网的最小生成树的 C 语言代码。
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