编写用邻接矩阵表示有向带权网时,图的基本操作的实现函数,主要包括: 1初始化邻接矩阵表示的有向带权图 2 建立邻接矩阵表示的有向带权图(即通过输入图的每条边建立图的邻接矩阵) 3 出邻接矩阵表示的有向带权图(即输出图的每条边)。 4编写求最短路径的DijKstra算法函数 void Dijkstra(adjmatrix GA,int dist[],edgenode *path[], int i, int n),该算法求从顶点i到其余顶点的最短 路径与最短路径长度,并分别存于数组path和dist中。(可选) 5 编写打印输出从源点到每个顶点的最短路径及长度的函数 void PrintPath(int dist[], edgenode *path[],int n)。(可选) 同时建立一个验证操作实现的主函数main)进行测试。数据结构,使用c++语言

时间: 2024-02-16 17:00:09 浏览: 76
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C++数据结构以邻接矩阵方式确定有向网.docx

好的,我来一一回答您的问题。首先,我们需要定义一个结构体来表示有向带权图的边: ```c++ struct EdgeNode { int weight; // 边的权重 int end; // 边的终点 EdgeNode *next; // 指向下一条边的指针 }; ``` 接下来,我们定义一个邻接矩阵表示有向带权图的结构体: ```c++ struct AdjMatrix { int **matrix; // 存储邻接矩阵的二维数组 int n; // 图中顶点数 }; ``` 其中,`matrix`是一个二维数组,`n`表示图中顶点数。接下来,我们逐个实现图的基本操作: 1. 初始化邻接矩阵表示的有向带权图 ```c++ void InitGraph(AdjMatrix& G, int n) { G.n = n; G.matrix = new int*[n]; for (int i = 0; i < n; i++) { G.matrix[i] = new int[n]; for (int j = 0; j < n; j++) { G.matrix[i][j] = INT_MAX; // 初始化为无穷大 } } } ``` 这个函数接受一个`AdjMatrix`类型的参数`G`,以及一个正整数`n`,表示图中顶点数。函数首先将`G.n`赋值为`n`,然后为`G.matrix`分配内存,并将所有元素初始化为无穷大。 2. 建立邻接矩阵表示的有向带权图 ```c++ void BuildGraph(AdjMatrix& G) { int m; // 边的条数 int start, end, weight; cin >> m; for (int i = 0; i < m; i++) { cin >> start >> end >> weight; G.matrix[start][end] = weight; } } ``` 这个函数接受一个`AdjMatrix`类型的参数`G`,从标准输入中读入边的条数`m`,以及每条边的起点、终点和权重,并将这些信息存储到邻接矩阵`G.matrix`中。 3. 输出邻接矩阵表示的有向带权图 ```c++ void PrintGraph(AdjMatrix G) { int n = G.n; for (int i = 0; i < n; i++) { for (int j = 0; j < n; j++) { if (G.matrix[i][j] == INT_MAX) { cout << "INF" << " "; } else { cout << G.matrix[i][j] << " "; } } cout << endl; } } ``` 这个函数接受一个`AdjMatrix`类型的参数`G`,输出邻接矩阵`G.matrix`中的所有元素。如果某个元素的值为无穷大,则输出"INF"。 4. Dijkstra算法 ```c++ void Dijkstra(AdjMatrix G, int dist[], EdgeNode *path[], int start, int n) { // 初始化 bool *visited = new bool[n]; for (int i = 0; i < n; i++) { visited[i] = false; dist[i] = G.matrix[start][i]; if (dist[i] == INT_MAX) { path[i] = NULL; } else { path[i] = new EdgeNode{dist[i], i, NULL}; } } visited[start] = true; // 开始计算 for (int k = 1; k < n; k++) { int minDist = INT_MAX; int u = -1; for (int i = 0; i < n; i++) { if (!visited[i] && dist[i] < minDist) { minDist = dist[i]; u = i; } } if (u == -1) { break; } visited[u] = true; for (int i = 0; i < n; i++) { if (!visited[i] && G.matrix[u][i] < INT_MAX) { int newDist = dist[u] + G.matrix[u][i]; if (newDist < dist[i]) { dist[i] = newDist; EdgeNode *newPath = new EdgeNode{G.matrix[u][i], i, NULL}; if (path[i] != NULL) { delete path[i]; } path[i] = newPath; EdgeNode *temp = path[u]; while (temp->next != NULL) { temp = temp->next; } temp->next = newPath; } } } } delete[] visited; } ``` 这个函数接受一个`AdjMatrix`类型的参数`G`,一个整型数组`dist`,一个指向`EdgeNode`类型的指针数组`path`,一个整数`start`表示起点,以及一个整数`n`表示图中顶点数。函数会计算从起点`start`到其余顶点的最短路径和路径长度,并将结果分别存储到`dist`和`path`数组中。 5. 输出从源点到每个顶点的最短路径及长度 ```c++ void PrintPath(int dist[], EdgeNode *path[], int n) { for (int i = 0; i < n; i++) { cout << "Path to " << i << " with distance " << dist[i] << ": "; if (dist[i] == INT_MAX) { cout << "No path" << endl; } else { EdgeNode *temp = path[i]; cout << i; while (temp != NULL) { cout << " <- " << temp->end; temp = temp->next; } cout << endl; } } } ``` 这个函数接受一个整型数组`dist`,一个指向`EdgeNode`类型的指针数组`path`,以及一个整数`n`表示图中顶点数。函数会输出从源点到每个顶点的最短路径及长度。 最后,我们编写一个验证操作实现的主函数`main`: ```c++ int main() { AdjMatrix G; int n; cin >> n; InitGraph(G, n); BuildGraph(G); PrintGraph(G); int *dist = new int[n]; EdgeNode **path = new EdgeNode*[n]; for (int i = 0; i < n; i++) { path[i] = NULL; } Dijkstra(G, dist, path, 0, n); PrintPath(dist, path, n); return 0; } ``` 这个函数首先从标准输入中读入图中顶点数`n`,然后初始化邻接矩阵、建立邻接矩阵、输出邻接矩阵、计算最短路径并输出结果。
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