数据结构关键路径问题求解代码 c语言

以下是使用C语言实现数据结构关键路径问题求解的代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

#define MAX_VERTEX_NUM 100 // 最大顶点数
#define OK 1
#define ERROR 0
#define INFINITY 65535 // 用65535来代表无穷大

typedef int Status;
typedef int VRType; // 弧上的权值类型
typedef char VertexType; // 顶点类型

// 边表结点
typedef struct ArcNode {
    int adjvex; // 该弧所指向的顶点的位置
    struct ArcNode *nextarc; // 指向下一条弧的指针
    VRType weight; // 弧的权值
} ArcNode;

// 顶点表结点
typedef struct VNode {
    VertexType data; // 顶点信息
    ArcNode *firstarc; // 指向第一条依附该顶点的弧的指针
} VNode, AdjList[MAX_VERTEX_NUM];

// 图
typedef struct {
    AdjList vertices; // 邻接表
    int vexnum, arcnum; // 图的当前顶点数和弧数
} ALGraph;

// 存储拓扑序列的栈
typedef struct {
    int *base; // 栈底指针
    int *top; // 栈顶指针
    int stacksize; // 栈可用的最大容量
} SqStack;

// 初始化栈
Status InitStack(SqStack *S, int size) {
    S->base = (int *)malloc(size * sizeof(int));
    if (!S->base) {
        return ERROR;
    }
    S->top = S->base;
    S->stacksize = size;
    return OK;
}

// 判断栈是否为空
Status StackEmpty(SqStack *S) {
    if (S->top == S->base) {
        return OK;
    }
    return ERROR;
}

// 入栈
Status Push(SqStack *S, int e) {
    if (S->top - S->base == S->stacksize) {
        return ERROR;
    }
    *(S->top) = e;
    S->top++;
    return OK;
}

// 出栈
Status Pop(SqStack *S, int *e) {
    if (S->top == S->base) {
        return ERROR;
    }
    S->top--;
    *e = *(S->top);
    return OK;
}

// 拓扑排序
Status TopologicalSort(ALGraph *G, SqStack *T) {
    int i, j, k, count = 0;
    int ve[MAX_VERTEX_NUM] = {0}; // 存储各个顶点的最早开始时间
    ArcNode *p;
    SqStack S;

    // 初始化栈
    InitStack(&S, G->vexnum);

    // 计算ve数组
    for (i = 0; i < G->vexnum; i++) {
        p = G->vertices[i].firstarc;
        while (p) {
            if (ve[i] + p->weight > ve[p->adjvex]) {
                ve[p->adjvex] = ve[i] + p->weight;
            }
            p = p->nextarc;
        }
    }

    // 将入度为0的顶点入栈
    for (i = 0; i < G->vexnum; i++) {
        if (!ve[i]) {
            Push(&S, i);
        }
    }

    // 拓扑排序
    while (!StackEmpty(&S)) {
        Pop(&S, &j);
        Push(T, j);
        count++;
        p = G->vertices[j].firstarc;
        while (p) {
            k = p->adjvex;
            if (--G->vertices[k].data == 0) {
                Push(&S, k);
            }
            if (ve[j] + p->weight > ve[k]) {
                ve[k] = ve[j] + p->weight;
            }
            p = p->nextarc;
        }
    }

    if (count < G->vexnum) {
        return ERROR;
    }

    return OK;
}

// 计算关键路径
Status CriticalPath(ALGraph *G) {
    int i, j, k, e, l;
    int vl[MAX_VERTEX_NUM] = {0}; // 存储各个顶点的最晚开始时间
    ArcNode *p;

    SqStack T;
    InitStack(&T, G->vexnum);

    if (!TopologicalSort(G, &T)) {
        return ERROR;
    }

    // 计算vl数组
    for (i = 0; i < G->vexnum; i++) {
        vl[i] = ve[G->vexnum - 1];
    }

    while (!StackEmpty(&T)) {
        Pop(&T, &j);
        p = G->vertices[j].firstarc;
        while (p) {
            k = p->adjvex;
            if (vl[k] - p->weight < vl[j]) {
                vl[j] = vl[k] - p->weight;
            }
            p = p->nextarc;
        }
    }

    // 输出关键路径
    for (j = 0; j < G->vexnum; j++) {
        p = G->vertices[j].firstarc;
        while (p) {
            k = p->adjvex;
            e = p->weight;
            l = ve[j];
            if (l + e == vl[k]) {
                printf("%c -> %c\n", G->vertices[j].data, G->vertices[k].data);
            }
            p = p->nextarc;
        }
    }

    return OK;
}

int main() {
    ALGraph G;
    int i, j, k, w;
    ArcNode *p;

    // 输入顶点数和弧数
    printf("请输入顶点数和弧数：");
    scanf("%d%d", &G.vexnum, &G.arcnum);

    // 输入顶点信息
    printf("请输入顶点信息：");
    for (i = 0; i < G.vexnum; i++) {
        scanf(" %c", &G.vertices[i].data);
        G.vertices[i].firstarc = NULL;
    }

    // 输入弧信息
    printf("请输入弧信息：");
    for (k = 0; k < G.arcnum; k++) {
        printf("请输入第%d条弧的起点、终点和权值：", k + 1);
        scanf("%d%d%d", &i, &j, &w);
        p = (ArcNode *)malloc(sizeof(ArcNode));
        p->adjvex = j;
        p->weight = w;
        p->nextarc = G.vertices[i].firstarc;
        G.vertices[i].firstarc = p;
        G.vertices[j].data++;
    }

    CriticalPath(&G);

    return 0;
}