用c++代码实现邻接矩阵的有向图、邻接矩阵的无向图、无向网、有向网、无向图遍历及操作、最小生成数、最短路径、每一对点之间的最短路径

时间: 2023-07-10 13:41:47 浏览: 104
好的,以下是关于邻接矩阵的有向图、邻接矩阵的无向图、无向网、有向网、无向图遍历及操作、最小生成树、最短路径和每一对点之间的最短路径的简单实现示例代码。请注意,这里的代码仅供参考,可能存在不足或者错误之处,具体实现还需要根据具体情况进行调整。 1. 邻接矩阵的有向图 ```c++ #include <iostream> #include <climits> #include <vector> using namespace std; const int MAXN = 100; // 最大顶点数 class DirectedGraph { private: int vertexNum; // 顶点数 int matrix[MAXN][MAXN]; // 邻接矩阵 public: DirectedGraph(int n) : vertexNum(n) { // 初始化邻接矩阵 for (int i = 0; i < vertexNum; i++) { for (int j = 0; j < vertexNum; j++) { matrix[i][j] = INT_MAX; } } } // 添加一条边 void addEdge(int from, int to, int weight) { matrix[from][to] = weight; } // 删除一条边 void removeEdge(int from, int to) { matrix[from][to] = INT_MAX; } // 深度优先搜索 void dfs(int start, bool visited[]) { visited[start] = true; cout << start << " "; for (int i = 0; i < vertexNum; i++) { if (matrix[start][i] != INT_MAX && !visited[i]) { dfs(i, visited); } } } // 广度优先搜索 void bfs(int start, bool visited[]) { vector<int> queue; queue.push_back(start); visited[start] = true; while (!queue.empty()) { int cur = queue.front(); queue.erase(queue.begin()); cout << cur << " "; for (int i = 0; i < vertexNum; i++) { if (matrix[cur][i] != INT_MAX && !visited[i]) { visited[i] = true; queue.push_back(i); } } } } // 打印邻接矩阵 void printMatrix() { for (int i = 0; i < vertexNum; i++) { for (int j = 0; j < vertexNum; j++) { if (matrix[i][j] == INT_MAX) { cout << "INF" << " "; } else { cout << matrix[i][j] << " "; } } cout << endl; } } }; int main() { DirectedGraph g(5); g.addEdge(0, 1, 2); g.addEdge(0, 3, 1); g.addEdge(1, 2, 3); g.addEdge(2, 3, 2); g.addEdge(3, 1, 1); g.addEdge(3, 4, 4); bool visited[5] = {false}; g.dfs(0, visited); cout << endl; for (int i = 0; i < 5; i++) { visited[i] = false; } g.bfs(0, visited); cout << endl; g.printMatrix(); return 0; } ``` 2. 邻接矩阵的无向图 ```c++ #include <iostream> #include <climits> #include <vector> using namespace std; const int MAXN = 100; // 最大顶点数 class UndirectedGraph { private: int vertexNum; // 顶点数 int matrix[MAXN][MAXN]; // 邻接矩阵 public: UndirectedGraph(int n) : vertexNum(n) { // 初始化邻接矩阵 for (int i = 0; i < vertexNum; i++) { for (int j = 0; j < vertexNum; j++) { matrix[i][j] = INT_MAX; } } } // 添加一条边 void addEdge(int from, int to, int weight) { matrix[from][to] = weight; matrix[to][from] = weight; // 无向图需要添加反向边 } // 删除一条边 void removeEdge(int from, int to) { matrix[from][to] = INT_MAX; matrix[to][from] = INT_MAX; } // 深度优先搜索 void dfs(int start, bool visited[]) { visited[start] = true; cout << start << " "; for (int i = 0; i < vertexNum; i++) { if (matrix[start][i] != INT_MAX && !visited[i]) { dfs(i, visited); } } } // 广度优先搜索 void bfs(int start, bool visited[]) { vector<int> queue; queue.push_back(start); visited[start] = true; while (!queue.empty()) { int cur = queue.front(); queue.erase(queue.begin()); cout << cur << " "; for (int i = 0; i < vertexNum; i++) { if (matrix[cur][i] != INT_MAX && !visited[i]) { visited[i] = true; queue.push_back(i); } } } } // 打印邻接矩阵 void printMatrix() { for (int i = 0; i < vertexNum; i++) { for (int j = 0; j < vertexNum; j++) { if (matrix[i][j] == INT_MAX) { cout << "INF" << " "; } else { cout << matrix[i][j] << " "; } } cout << endl; } } }; int main() { UndirectedGraph g(5); g.addEdge(0, 1, 2); g.addEdge(0, 3, 1); g.addEdge(1, 2, 3); g.addEdge(2, 3, 2); g.addEdge(3, 1, 1); g.addEdge(3, 4, 4); bool visited[5] = {false}; g.dfs(0, visited); cout << endl; for (int i = 0; i < 5; i++) { visited[i] = false; } g.bfs(0, visited); cout << endl; g.printMatrix(); return 0; } ``` 3. 无向网 ```c++ #include <iostream> #include <climits> #include <vector> using namespace std; const int MAXN = 100; // 最大顶点数 class UndirectedNetwork { private: int vertexNum; // 顶点数 int matrix[MAXN][MAXN]; // 邻接矩阵 public: UndirectedNetwork(int n) : vertexNum(n) { // 初始化邻接矩阵 for (int i = 0; i < vertexNum; i++) { for (int j = 0; j < vertexNum; j++) { matrix[i][j] = INT_MAX; } } } // 添加一条边 void addEdge(int from, int to, int weight) { matrix[from][to] = weight; matrix[to][from] = weight; // 无向图需要添加反向边 } // 删除一条边 void removeEdge(int from, int to) { matrix[from][to] = INT_MAX; matrix[to][from] = INT_MAX; } // 深度优先搜索 void dfs(int start, bool visited[]) { visited[start] = true; cout << start << " "; for (int i = 0; i < vertexNum; i++) { if (matrix[start][i] != INT_MAX && !visited[i]) { dfs(i, visited); } } } // 广度优先搜索 void bfs(int start, bool visited[]) { vector<int> queue; queue.push_back(start); visited[start] = true; while (!queue.empty()) { int cur = queue.front(); queue.erase(queue.begin()); cout << cur << " "; for (int i = 0; i < vertexNum; i++) { if (matrix[cur][i] != INT_MAX && !visited[i]) { visited[i] = true; queue.push_back(i); } } } } // 打印邻接矩阵 void printMatrix() { for (int i = 0; i < vertexNum; i++) { for (int j = 0; j < vertexNum; j++) { if (matrix[i][j] == INT_MAX) { cout << "INF" << " "; } else { cout << matrix[i][j] << " "; } } cout << endl; } } // Dijkstra算法 void dijkstra(int start, int dist[]) { bool visited[MAXN] = {false}; for (int i = 0; i < vertexNum; i++) { dist[i] = matrix[start][i]; } visited[start] = true; for (int i = 1; i < vertexNum; i++) { int minDist = INT_MAX, minIndex = -1; for (int j = 0; j < vertexNum; j++) { if (!visited[j] && dist[j] < minDist) { minDist = dist[j]; minIndex = j; } } if (minIndex == -1) { break; } visited[minIndex] = true; for (int j = 0; j < vertexNum; j++) { if (matrix[minIndex][j] != INT_MAX && dist[j] > dist[minIndex] + matrix[minIndex][j]) { dist[j] = dist[minIndex] + matrix[minIndex][j]; } } } } }; int main() { UndirectedNetwork g(5); g.addEdge(0, 1, 2); g.addEdge(0, 3, 1); g.addEdge(1, 2, 3); g.addEdge(2, 3, 2); g.addEdge(3, 1, 1); g.addEdge(3, 4, 4); bool visited[5] = {false}; g.dfs(0, visited); cout << endl; for (int i = 0; i < 5; i++) { visited[i] = false; } g.bfs(0, visited); cout << endl; g.printMatrix(); int dist[5]; g.dijkstra(0, dist); for (int i = 0; i < 5; i++) { cout << dist[i] << " "; } cout << endl; return 0; } ``` 4. 有向网 ```c++ #include <iostream> #include <climits> #include <vector> using namespace std; const int MAXN = 100; // 最大顶点数 class DirectedNetwork { private: int vertexNum; // 顶点数 int matrix[MAXN][MAXN]; // 邻接矩阵 public: DirectedNetwork(int n) : vertexNum(n) { // 初始化邻接矩阵 for (int i = 0; i < vertexNum; i++) { for (int j = 0; j < vertexNum; j++) { matrix[i][j] = INT_MAX; } } } // 添加一条边 void addEdge(int from, int to, int weight) { matrix[from][to] = weight; } // 删除一条边 void removeEdge(int from, int to) { matrix[from][to] = INT_MAX; } // 深度优先搜索 void dfs(int start, bool visited[]) { visited[start] = true; cout << start << " "; for (int i = 0; i < vertex
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