选择合适的结构表示图,在此基础上实现拓扑排序算法。 要求:对所设计的图结构,提供必要的基本功能,用c语言实现

时间: 2023-12-14 09:36:15 浏览: 27
以下是使用邻接表表示图的拓扑排序算法实现,其中包括了图的初始化、添加边、拓扑排序等基本功能。 ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define MAX_VERTEX_NUM 100 typedef struct Node { int adjvex; // 邻接点下标 struct Node *next; // 指向下一个邻接点的指针 } Node; typedef struct Vertex { int data; // 顶点数据 Node *first; // 指向第一个邻接点的指针 int inDegree; // 入度 } Vertex; typedef struct Graph { Vertex vertexes[MAX_VERTEX_NUM]; // 顶点数组 int vertexNum; // 顶点数 int edgeNum; // 边数 } Graph; // 初始化图 void initGraph(Graph *graph, int vertexNum) { graph->vertexNum = vertexNum; graph->edgeNum = 0; for (int i = 0; i < vertexNum; i++) { graph->vertexes[i].data = i; graph->vertexes[i].first = NULL; graph->vertexes[i].inDegree = 0; } } // 添加边 void addEdge(Graph *graph, int start, int end) { Node *node = (Node *)malloc(sizeof(Node)); node->adjvex = end; node->next = graph->vertexes[start].first; graph->vertexes[start].first = node; graph->vertexes[end].inDegree++; graph->edgeNum++; } // 拓扑排序 void topoSort(Graph *graph) { int *queue = (int *)malloc(graph->vertexNum * sizeof(int)); int front = 0, rear = 0; int count = 0; // 记录已经输出的顶点数 for (int i = 0; i < graph->vertexNum; i++) { if (graph->vertexes[i].inDegree == 0) { queue[rear++] = i; // 将入度为0的顶点入队 } } while (front != rear) { int cur = queue[front++]; // 出队 printf("%d ", cur); count++; for (Node *p = graph->vertexes[cur].first; p != NULL; p = p->next) { int adjvex = p->adjvex; graph->vertexes[adjvex].inDegree--; if (graph->vertexes[adjvex].inDegree == 0) { queue[rear++] = adjvex; } } } if (count != graph->vertexNum) { printf("Error: Graph has a cycle.\n"); } } int main() { Graph graph; int vertexNum = 6; initGraph(&graph, vertexNum); addEdge(&graph, 0, 1); addEdge(&graph, 0, 3); addEdge(&graph, 1, 2); addEdge(&graph, 1, 3); addEdge(&graph, 3, 2); addEdge(&graph, 3, 4); addEdge(&graph, 4, 2); topoSort(&graph); return 0; } ``` 上述代码中,使用邻接表表示图,其中每个顶点包含一个指向第一个邻接点的指针和入度,每个邻接点包含邻接点下标和指向下一个邻接点的指针。初始化图时,将每个顶点的邻接点指针和入度都初始化为0。添加边时,将边连接的两个顶点的邻接表和入度更新。拓扑排序时,先将入度为0的顶点加入到队列中,然后从队列中取出一个顶点,输出该顶点,并将该顶点的邻接点的入度减一,如果减为0则加入到队列中。重复这个过程直到队列为空,如果输出的顶点数不等于图的顶点数,则说明图有环。

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