数据结构图的基本操作与实现。要求:(1)输入含n个顶点和e条边的图;(2)求每个顶点的度,输出结果; (3)指定任意顶点x为初始顶点,对图作DES遍历。输出DFS顶点序列(提示使用一个栈实现DFS);(4)指定任意顶点x为初始顶点,对图作bFS遍历输出BFS顶点序列(提示使用一个队列实现DFS);(5)输入顶点x,查找图,若存在含x的顶点,则册除该顶点及与之相关的边,并作DFS遍历,否则输出信息“无x”; (6)判断图是否连通,输出信息“YES/NO”; 如果选用的存储结构是邻接矩阵,则用邻接矩阵的信息生成图的邻接表,反之亦然。
时间: 2024-03-08 19:51:09 浏览: 53
好的,我会尽力回答你的问题。这是一个关于图的问题,涉及到图的基本操作和实现。我会分步骤回答你的问题。
1. 输入含n个顶点和e条边的图,求每个顶点的度,输出结果。
这个问题可以用邻接矩阵或邻接表来解决。如果使用邻接矩阵,则每个顶点的度就是该顶点所在行或列的元素之和。如果使用邻接表,则每个顶点的度就是与其相关的边的数量。具体实现可以参考以下伪代码:
```
// 邻接矩阵实现
for i = 1 to n:
degree = 0
for j = 1 to n:
if matrix[i][j] != 0:
degree += 1
print("Vertex ", i, " has degree ", degree)
// 邻接表实现
for i = 1 to n:
degree = 0
for each edge (i, j) in adjacency list:
degree += 1
print("Vertex ", i, " has degree ", degree)
```
2. 指定任意顶点x为初始顶点,对图作DFS遍历。输出DFS顶点序列(提示使用一个栈实现DFS)。
深度优先搜索(DFS)可以用递归或栈来实现。以下代码演示了如何使用栈来实现DFS遍历:
```
// 非递归实现DFS
dfs_stack = [start_vertex]
visited = set()
while dfs_stack:
vertex = dfs_stack.pop()
if vertex not in visited:
visited.add(vertex)
print(vertex)
for neighbor in adjacency_list[vertex]:
dfs_stack.append(neighbor)
```
其中,dfs_stack是存放顶点的栈,visited是存放已被访问过的顶点的集合。遍历过程中,从栈中弹出一个顶点,如果该顶点未被访问过,则标记为已访问,输出该顶点,并将其邻居顶点加入栈中。
3. 指定任意顶点x为初始顶点,对图作bFS遍历输出BFS顶点序列(提示使用一个队列实现DFS)。
广度优先搜索(BFS)可以用队列来实现。以下代码演示了如何使用队列来实现BFS遍历:
```
// 队列实现BFS
bfs_queue = deque([start_vertex])
visited = set()
while bfs_queue:
vertex = bfs_queue.popleft()
if vertex not in visited:
visited.add(vertex)
print(vertex)
for neighbor in adjacency_list[vertex]:
bfs_queue.append(neighbor)
```
其中,bfs_queue是存放顶点的队列,visited是存放已被访问过的顶点的集合。遍历过程中,从队列的左侧弹出一个顶点,如果该顶点未被访问过,则标记为已访问,输出该顶点,并将其邻居顶点加入队列的右侧。
4. 输入顶点x,查找图,若存在含x的顶点,则册除该顶点及与之相关的边,并作DFS遍历,否则输出信息“无x”。
这个问题可以先进行图的遍历,找到所有含有顶点x的连通分量,然后将这些连通分量从图中删除。以下是代码实现:
```
// 对图进行遍历,找到所有包含x的连通分量
visited = set()
components = []
for vertex in adjacency_list:
if vertex not in visited:
component = []
dfs_stack = [vertex]
while dfs_stack:
v = dfs_stack.pop()
if v not in visited:
visited.add(v)
component.append(v)
for neighbor in adjacency_list[v]:
dfs_stack.append(neighbor)
if x in component:
components.append(component)
// 删除所有包含x的连通分量
for component in components:
for vertex in component:
adjacency_list.pop(vertex, None)
for vertex in adjacency_list:
adjacency_list[vertex] = [v for v in adjacency_list[vertex] if v not in component]
// 如果存在包含x的连通分量,则进行DFS遍历
if components:
dfs_stack = [start_vertex]
visited = set()
while dfs_stack:
vertex = dfs_stack.pop()
if vertex not in visited:
visited.add(vertex)
print(vertex)
for neighbor in adjacency_list[vertex]:
dfs_stack.append(neighbor)
else:
print("无x")
```
5. 判断图是否连通,输出信息“YES/NO”。
判断图是否连通可以使用DFS或BFS遍历来实现。如果遍历过程中发现所有顶点都被访问过,则说明图是连通的。以下代码演示了用DFS来实现判断图是否连通的过程:
```
// 判断图是否连通
visited = set()
dfs_stack = [start_vertex]
while dfs_stack:
vertex = dfs_stack.pop()
if vertex not in visited:
visited.add(vertex)
for neighbor in adjacency_list[vertex]:
dfs_stack.append(neighbor)
if len(visited) == len(adjacency_list):
print("YES")
else:
print("NO")
```
6. 如果选用的存储结构是邻接矩阵,则用邻接矩阵的信息生成图的邻接表,反之亦然。
如果存储结构是邻接矩阵,则可以将每个非零元素转换为一条边,生成邻接表。以下是代码实现:
```
// 邻接矩阵转邻接表
adjacency_list = {}
for i = 1 to n:
adjacency_list[i] = []
for j = 1 to n:
if matrix[i][j] != 0:
adjacency_list[i].append(j)
```
如果存储结构是邻接表,则可以使用字典来存储邻接表中的信息,然后生成邻接矩阵。以下是代码实现:
```
// 邻接表转邻接矩阵
matrix = [[0] * n for _ in range(n)]
for vertex in adjacency_list:
for neighbor in adjacency_list[vertex]:
matrix[vertex][neighbor] = 1
```
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