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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