c语言,完整程序,编程实现有向无环图的拓扑排序,使用邻接表存储方式。在图的基本操作基础上添加求顶点的入度、再利用栈操作进行拓扑排序,再求此图的关键路径

时间: 2024-12-18 22:27:57 浏览: 10
在C语言中,我们可以使用邻接表来存储有向无环图(DAG),这是一种常见的图数据结构,其中每个节点有一系列指向其他节点的边。以下是使用邻接表实现有向无环图的拓扑排序、计算顶点入度以及找到关键路径的一个简单示例: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <stdbool.h> #include <stack> // 定义邻接列表结构 typedef struct Node { int data; struct Node* next; } Node; // 创建新节点 Node* create_node(int data) { Node* newNode = (Node*)malloc(sizeof(Node)); newNode->data = data; newNode->next = NULL; return newNode; } // 添加边到邻接表 void add_edge(Node** head, int src, int dest) { Node* newNode = create_node(dest); newNode->next = (*head)[src]; (*head)[src] = newNode; } // 计算节点的入度 int get_indegree(Node** adj_list, int num_nodes) { for (int i = 0; i < num_nodes; i++) { (*adj_list)[i]->inDegree = 0; } for (int i = 0; i < num_nodes; i++) { Node* node = (*adj_list)[i]; while (node != NULL) { node->inDegree++; node = node->next; } } return 0; } // 拓扑排序 bool topological_sort(Node** adj_list, int num_nodes, int* result, int* indegree_count) { stack<int> s; bool visited[num_nodes] = {false}; // 初始化入度计数 *indegree_count = get_indegree(adj_list, num_nodes); // 遍历所有节点,将入度为0的节点压入栈 for (int i = 0; i < num_nodes; i++) { if (!visited[i] && (*indegree_count)[i] == 0) { s.push(i); } } while (!s.empty()) { int node = s.top(); s.pop(); result[node] = node; visited[node] = true; Node* curr = (*adj_list)[node]; while (curr != NULL) { (*indegree_count)[curr->data]--; if ((*indegree_count)[curr->data] == 0) { s.push(curr->data); } curr = curr->next; } } // 如果所有节点都访问过了,并且结果数组已填满,则表示有解 for (int i = 0; i < num_nodes; i++) { if (!visited[i]) { return false; } } return true; } // 主函数 int main() { int num_nodes = 5; // 假设有5个节点 Node** adj_list = new Node*[num_nodes]; // 初始化邻接表 // 填充邻接表...(此处省略实际添加边的操作) int* topo_order = (int*)malloc(sizeof(int) * num_nodes); // 存储拓扑排序的结果 int indegree_count[num_nodes]; // 存储节点的入度 // 检查并打印拓扑排序 if (topological_sort(adj_list, num_nodes, topo_order, indegree_count)) { printf("拓扑排序结果: "); for (int i = 0; i < num_nodes; i++) { printf("%d ", topo_order[i]); } printf("\n"); } else { printf("无法进行拓扑排序,存在环。\n"); } // 关键路径的查找(简化版,假设只有一个源节点) int source = 0; // 设定源节点 int min_time[num_nodes] = {INT_MAX}; // 存储从源到每个节点的最短时间 int key_path[] = {}; // 存储关键路径 // 对于每个节点,更新其最小时间,并找到关键路径 for (int i = 0; i < num_nodes; i++) { if (min_time[source] + 1 < min_time[i]) { min_time[i] = min_time[source] + 1; key_path[0] = source; key_path[1] = i; } } // 打印关键路径 if (min_time[source] != INT_MAX) { printf("关键路径: "); for (int i = 1; i < num_nodes && key_path[i] != -1; i++) { printf("%d -> %d ", key_path[i - 1], key_path[i]); } printf("\n"); } else { printf("不存在关键路径。\n"); } free(topo_order); delete[] adj_list; return 0; }
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