用c语言设计一个基于DOS菜单的应用程序。内容如下:有向网的基本操作及应用 ① 创建有向网的邻接矩阵并打印 ② 创建有向网的邻接表并打印 ③ 关键路径 ④ 单源最短路径

时间: 2024-02-06 12:12:53 浏览: 25
好的,以下是一个简单的基于DOS菜单的应用程序的C代码,实现了有向网的基本操作及应用: ``` #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <conio.h> #define MAX_VERTEX_NUM 20 //最大顶点数 #define INFINITY 32767 //表示无穷大 typedef struct ArcNode{ //弧结点 int adjvex; //邻接点在顶点数组中的下标 int weight; //边的权值 struct ArcNode *nextarc;//指向下一条弧的指针 }ArcNode; typedef struct VNode{ //顶点结点 char data; //顶点的数据 ArcNode *firstarc; //指向第一条弧的指针 }VNode,AdjList[MAX_VERTEX_NUM]; typedef struct{ //图的结构体 AdjList vertices; //邻接表 int vexnum,arcnum; //顶点数和弧数 int kind; //图的种类(本程序只考虑有向网) }ALGraph; void CreateGraph(ALGraph *G){ printf("请输入顶点数和弧数:"); scanf("%d%d",&G->vexnum,&G->arcnum); printf("请输入每个顶点的数据:"); for(int i=0;i<G->vexnum;i++){ scanf(" %c",&G->vertices[i].data); G->vertices[i].firstarc = NULL; } printf("请输入每条弧的起点、终点和权值:\n"); for(int k=0;k<G->arcnum;k++){ int i,j,w; scanf("%d%d%d",&i,&j,&w); //邻接表存储 ArcNode *p = (ArcNode*)malloc(sizeof(ArcNode)); p->adjvex = j; p->weight = w; p->nextarc = G->vertices[i].firstarc; G->vertices[i].firstarc = p; } } void PrintGraph(ALGraph G){ printf("邻接表如下:\n"); for(int i=0;i<G.vexnum;i++){ printf("%c -> ",G.vertices[i].data); ArcNode *p = G.vertices[i].firstarc; while(p != NULL){ printf("%c(%d) ",G.vertices[p->adjvex].data,p->weight); p = p->nextarc; } printf("\n"); } } void CreateMatrix(ALGraph G,int A[][MAX_VERTEX_NUM]){ for(int i=0;i<G.vexnum;i++){ for(int j=0;j<G.vexnum;j++){ A[i][j] = INFINITY; } A[i][i] = 0; ArcNode *p = G.vertices[i].firstarc; while(p != NULL){ A[i][p->adjvex] = p->weight; p = p->nextarc; } } } void PrintMatrix(ALGraph G,int A[][MAX_VERTEX_NUM]){ printf("邻接矩阵如下:\n"); for(int i=0;i<G.vexnum;i++){ for(int j=0;j<G.vexnum;j++){ if(A[i][j] == INFINITY){ printf("∞ "); } else{ printf("%d ",A[i][j]); } } printf("\n"); } } void CriticalPath(ALGraph G,int ve[],int vl[]){ int *topo = (int*)malloc(sizeof(int)*G.vexnum); //拓扑序列 int *stack = (int*)malloc(sizeof(int)*G.vexnum);//存储入度为0的顶点 int top = -1; //栈顶指针 int count = 0; //统计已经输出的顶点数 //初始化 for(int i=0;i<G.vexnum;i++){ ve[i] = 0; } //统计每个顶点的入度 int *indegree = (int*)malloc(sizeof(int)*G.vexnum); for(int i=0;i<G.vexnum;i++){ indegree[i] = 0; } for(int i=0;i<G.vexnum;i++){ ArcNode *p = G.vertices[i].firstarc; while(p != NULL){ indegree[p->adjvex]++; p = p->nextarc; } } //将入度为0的顶点入栈 for(int i=0;i<G.vexnum;i++){ if(indegree[i] == 0){ stack[++top] = i; } } //拓扑排序 while(top != -1){ int i = stack[top--]; topo[count++] = i; ArcNode *p = G.vertices[i].firstarc; while(p != NULL){ if(--indegree[p->adjvex] == 0){ stack[++top] = p->adjvex; } if(ve[i]+p->weight > ve[p->adjvex]){ ve[p->adjvex] = ve[i]+p->weight; } p = p->nextarc; } } if(count < G.vexnum){ //存在环 printf("该图存在环,无法求关键路径!\n"); return; } //初始化 for(int i=0;i<G.vexnum;i++){ vl[i] = ve[G.vexnum-1]; } //逆拓扑排序 for(int i=G.vexnum-1;i>=0;i--){ int k = topo[i]; ArcNode *p = G.vertices[k].firstarc; while(p != NULL){ if(vl[p->adjvex]-p->weight < vl[k]){ vl[k] = vl[p->adjvex]-p->weight; } p = p->nextarc; } } } void PrintCriticalPath(ALGraph G,int ve[],int vl[]){ printf("关键路径如下:\n"); for(int i=0;i<G.vexnum;i++){ ArcNode *p = G.vertices[i].firstarc; while(p != NULL){ int e = ve[i]; int l = vl[p->adjvex]-p->weight; if(e == l){ printf("%c->%c ",G.vertices[i].data,G.vertices[p->adjvex].data); } p = p->nextarc; } } printf("\n"); } void ShortestPath(ALGraph G,int v,int dist[]){ int *s = (int*)malloc(sizeof(int)*G.vexnum); //已求出最短路径的顶点集合 int *path = (int*)malloc(sizeof(int)*G.vexnum); //存储最短路径的前驱结点 //初始化 for(int i=0;i<G.vexnum;i++){ s[i] = 0; dist[i] = INFINITY; path[i] = -1; } s[v] = 1; dist[v] = 0; //第一轮松弛操作 ArcNode *p = G.vertices[v].firstarc; while(p != NULL){ dist[p->adjvex] = p->weight; path[p->adjvex] = v; p = p->nextarc; } //n-1轮松弛操作 for(int i=0;i<G.vexnum-1;i++){ int min = INFINITY; int u = v; //找到距离v最近的未标记顶点u for(int j=0;j<G.vexnum;j++){ if(s[j] == 0 && dist[j] < min){ min = dist[j]; u = j; } } s[u] = 1; //对u的所有出边进行松弛操作 p = G.vertices[u].firstarc; while(p != NULL){ if(s[p->adjvex] == 0 && dist[u]+p->weight < dist[p->adjvex]){ dist[p->adjvex] = dist[u]+p->weight; path[p->adjvex] = u; } p = p->nextarc; } } //输出结果 printf("从%c出发的最短路径如下:\n",G.vertices[v].data); for(int i=0;i<G.vexnum;i++){ if(i != v){ printf("%c->%c:",G.vertices[v].data,G.vertices[i].data); int k = i; while(path[k] != v){ printf("%c<-",G.vertices[k].data); k = path[k]; } printf("%c,路径长度为%d\n",G.vertices[v].data,dist[i]); } } } void menu(){ printf("1.创建有向网的邻接矩阵并打印\n"); printf("2.创建有向网的邻接表并打印\n"); printf("3.求有向网的关键路径\n"); printf("4.求有向网从指定顶点出发的单源最短路径\n"); printf("0.退出\n"); } int main(){ ALGraph G; int A[MAX_VERTEX_NUM][MAX_VERTEX_NUM]; //邻接矩阵 int ve[MAX_VERTEX_NUM],vl[MAX_VERTEX_NUM]; //事件最早发生时间和最迟发生时间 int dist[MAX_VERTEX_NUM]; //最短路径长度 int choice,flag=0; while(1){ if(flag == 0){ printf("请先创建有向网!\n"); } menu(); printf("请输入操作序号:"); scanf("%d",&choice); switch(choice){ case 1: CreateGraph(&G); CreateMatrix(G,A); PrintMatrix(G,A); flag = 1; break; case 2: CreateGraph(&G); PrintGraph(G); flag = 1; break; case 3: if(flag == 0){ printf("请先创建有向网!\n"); break; } CriticalPath(G,ve,vl); PrintCriticalPath(G,ve,vl); break; case 4: if(flag == 0){ printf("请先创建有向网!\n"); break; } char v; printf("请输入起点:"); scanf(" %c",&v); int i; for(i=0;i<G.vexnum;i++){ if(G.vertices[i].data == v){ break; } } if(i == G.vexnum){ printf("该顶点不存在!\n"); break; } ShortestPath(G,i,dist); break; case 0: exit(0); default: printf("输入有误,请重新输入!\n"); } printf("按任意键继续...\n"); getch(); system("cls"); } return 0; } ``` 这个程序实现了以下功能: 1. 创建有向网的邻接矩阵并打印 2. 创建有向网的邻接表并打印 3. 求有向网的关键路径 4. 求有向网从指定顶点出发的单源最短路径 其中,关键路径算法使用了拓扑排序和动态规划的思想,单源最短路径算法使用了Dijkstra算法。

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