建立图的存储结构(图的类型是有向图、无向图、有向网、无向网,),能够输入图的顶点和边的信息,并存储到相应存储结构中,而后输出图的邻接矩阵,邻接表等。可以实现图的某种功能,比如(最短路径等)C++实现

时间: 2024-05-01 11:23:30 浏览: 26
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邻接表或者邻接矩阵为存储结构实现连通无向图的深度优先和广度优先遍历

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以下是有向图、无向图、有向网、无向网的存储结构和实现代码: ## 有向图存储结构及实现代码 ### 邻接矩阵 ```cpp const int MAXN = 100; struct Graph { int n; int matrix[MAXN][MAXN]; }; ``` ```cpp void init(Graph &g, int n) { g.n = n; memset(g.matrix, 0, sizeof(g.matrix)); } void addEdge(Graph &g, int u, int v) { g.matrix[u][v] = 1; } void printAdjMatrix(Graph &g) { for (int i = 0; i < g.n; i++) { for (int j = 0; j < g.n; j++) { cout << g.matrix[i][j] << " "; } cout << endl; } } ``` ### 邻接表 ```cpp struct Edge { int to, next; }; const int MAXN = 100; struct Graph { int n, m; Edge edges[MAXN]; int head[MAXN], edgeCnt; }; ``` ```cpp void init(Graph &g, int n) { g.n = n; g.m = 0; memset(g.head, -1, sizeof(g.head)); g.edgeCnt = 0; } void addEdge(Graph &g, int u, int v) { g.edges[g.edgeCnt].to = v; g.edges[g.edgeCnt].next = g.head[u]; g.head[u] = g.edgeCnt++; } void printAdjList(Graph &g) { for (int i = 0; i < g.n; i++) { cout << i << ": "; for (int j = g.head[i]; j != -1; j = g.edges[j].next) { cout << g.edges[j].to << " "; } cout << endl; } } ``` ## 无向图存储结构及实现代码 ### 邻接矩阵 ```cpp const int MAXN = 100; struct Graph { int n; int matrix[MAXN][MAXN]; }; ``` ```cpp void init(Graph &g, int n) { g.n = n; memset(g.matrix, 0, sizeof(g.matrix)); } void addEdge(Graph &g, int u, int v) { g.matrix[u][v] = 1; g.matrix[v][u] = 1; } void printAdjMatrix(Graph &g) { for (int i = 0; i < g.n; i++) { for (int j = 0; j < g.n; j++) { cout << g.matrix[i][j] << " "; } cout << endl; } } ``` ### 邻接表 ```cpp struct Edge { int to, next; }; const int MAXN = 100; struct Graph { int n, m; Edge edges[MAXN * 2]; int head[MAXN], edgeCnt; }; ``` ```cpp void init(Graph &g, int n) { g.n = n; g.m = 0; memset(g.head, -1, sizeof(g.head)); g.edgeCnt = 0; } void addEdge(Graph &g, int u, int v) { g.edges[g.edgeCnt].to = v; g.edges[g.edgeCnt].next = g.head[u]; g.head[u] = g.edgeCnt++; g.edges[g.edgeCnt].to = u; g.edges[g.edgeCnt].next = g.head[v]; g.head[v] = g.edgeCnt++; } void printAdjList(Graph &g) { for (int i = 0; i < g.n; i++) { cout << i << ": "; for (int j = g.head[i]; j != -1; j = g.edges[j].next) { cout << g.edges[j].to << " "; } cout << endl; } } ``` ## 有向网存储结构及实现代码 ### 邻接矩阵 ```cpp const int MAXN = 100; const int INF = 0x3f3f3f3f; struct Graph { int n; int matrix[MAXN][MAXN]; }; ``` ```cpp void init(Graph &g, int n) { g.n = n; memset(g.matrix, INF, sizeof(g.matrix)); for (int i = 0; i < n; i++) { g.matrix[i][i] = 0; } } void addEdge(Graph &g, int u, int v, int w) { g.matrix[u][v] = w; } void printAdjMatrix(Graph &g) { for (int i = 0; i < g.n; i++) { for (int j = 0; j < g.n; j++) { if (g.matrix[i][j] == INF) { cout << "INF "; } else { cout << g.matrix[i][j] << " "; } } cout << endl; } } ``` ### 邻接表 ```cpp struct Edge { int to, w, next; }; const int MAXN = 100; const int INF = 0x3f3f3f3f; struct Graph { int n, m; Edge edges[MAXN]; int head[MAXN], edgeCnt; }; ``` ```cpp void init(Graph &g, int n) { g.n = n; g.m = 0; memset(g.head, -1, sizeof(g.head)); g.edgeCnt = 0; } void addEdge(Graph &g, int u, int v, int w) { g.edges[g.edgeCnt].to = v; g.edges[g.edgeCnt].w = w; g.edges[g.edgeCnt].next = g.head[u]; g.head[u] = g.edgeCnt++; } void printAdjList(Graph &g) { for (int i = 0; i < g.n; i++) { cout << i << ": "; for (int j = g.head[i]; j != -1; j = g.edges[j].next) { cout << g.edges[j].to << "(" << g.edges[j].w << ")" << " "; } cout << endl; } } ``` ## 无向网存储结构及实现代码 ### 邻接矩阵 ```cpp const int MAXN = 100; const int INF = 0x3f3f3f3f; struct Graph { int n; int matrix[MAXN][MAXN]; }; ``` ```cpp void init(Graph &g, int n) { g.n = n; memset(g.matrix, INF, sizeof(g.matrix)); for (int i = 0; i < n; i++) { g.matrix[i][i] = 0; } } void addEdge(Graph &g, int u, int v, int w) { g.matrix[u][v] = w; g.matrix[v][u] = w; } void printAdjMatrix(Graph &g) { for (int i = 0; i < g.n; i++) { for (int j = 0; j < g.n; j++) { if (g.matrix[i][j] == INF) { cout << "INF "; } else { cout << g.matrix[i][j] << " "; } } cout << endl; } } ``` ### 邻接表 ```cpp struct Edge { int to, w, next; }; const int MAXN = 100; const int INF = 0x3f3f3f3f; struct Graph { int n, m; Edge edges[MAXN * 2]; int head[MAXN], edgeCnt; }; ``` ```cpp void init(Graph &g, int n) { g.n = n; g.m = 0; memset(g.head, -1, sizeof(g.head)); g.edgeCnt = 0; } void addEdge(Graph &g, int u, int v, int w) { g.edges[g.edgeCnt].to = v; g.edges[g.edgeCnt].w = w; g.edges[g.edgeCnt].next = g.head[u]; g.head[u] = g.edgeCnt++; g.edges[g.edgeCnt].to = u; g.edges[g.edgeCnt].w = w; g.edges[g.edgeCnt].next = g.head[v]; g.head[v] = g.edgeCnt++; } void printAdjList(Graph &g) { for (int i = 0; i < g.n; i++) { cout << i << ": "; for (int j = g.head[i]; j != -1; j = g.edges[j].next) { cout << g.edges[j].to << "(" << g.edges[j].w << ")" << " "; } cout << endl; } } ``` ## 最短路径算法实现 以下是使用 Dijkstra 算法计算有向网的最短路径的实现代码: ```cpp const int MAXN = 100; const int INF = 0x3f3f3f3f; struct Edge { int to, w, next; }; struct Graph { int n, m; Edge edges[MAXN * 2]; int head[MAXN], edgeCnt; }; void init(Graph &g, int n) { g.n = n; g.m = 0; memset(g.head, -1, sizeof(g.head)); g.edgeCnt = 0; } void addEdge(Graph &g, int u, int v, int w) { g.edges[g.edgeCnt].to = v; g.edges[g.edgeCnt].w = w; g.edges[g.edgeCnt].next = g.head[u]; g.head[u] = g.edgeCnt++; } void dijkstra(Graph &g, int s, int dist[]) { priority_queue<pair<int, int>, vector<pair<int, int>>, greater<pair<int, int>>> pq; memset(dist, INF, sizeof(int) * g.n); dist[s] = 0; pq.push({0, s}); while (!pq.empty()) { int u = pq.top().second; pq.pop(); for (int i = g.head[u]; i != -1; i = g.edges[i].next) { int v = g.edges[i].to; int w = g.edges[i].w; if (dist[v] > dist[u] + w) { dist[v] = dist[u] + w; pq.push({dist[v], v}); } } } } int main() { Graph g; init(g, 5); addEdge(g, 0, 1, 10); addEdge(g, 0, 3, 30); addEdge(g, 0, 4, 100); addEdge(g, 1, 2, 50); addEdge(g, 2, 4, 10); addEdge(g, 3, 2, 20); addEdge(g, 3, 4, 60); int dist[MAXN]; dijkstra(g, 0, dist); for (int i = 0; i < g.n; i++) { cout << dist[i] << " "; } cout << endl; return 0; } ```
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