C语言代码建立一个无向图的邻接矩阵表示,实现对图的广度优先遍历

时间: 2023-09-23 13:06:36 浏览: 215
### 回答1: 以下是使用邻接矩阵表示无向图,并进行广度优先遍历的C语言代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <stdbool.h> #define MAX_VERTEX_NUM 20 // 最大顶点数 typedef enum {false, true} bool; typedef struct { int vertex[MAX_VERTEX_NUM]; // 存储顶点信息 int arcs[MAX_VERTEX_NUM][MAX_VERTEX_NUM]; // 存储边的信息 int vertex_num, arc_num; // 顶点数和边数 } Graph; // 初始化图 void InitGraph(Graph *g) { int i, j; g->vertex_num = 0; g->arc_num = 0; for (i = 0; i < MAX_VERTEX_NUM; i++) { g->vertex[i] = 0; for (j = 0; j < MAX_VERTEX_NUM; j++) { g->arcs[i][j] = 0; } } } // 添加顶点 bool AddVertex(Graph *g, int v) { if (g->vertex_num >= MAX_VERTEX_NUM) { return false; } g->vertex[g->vertex_num++] = v; return true; } // 添加边 bool AddArc(Graph *g, int v1, int v2) { int i, j; for (i = 0; i < g->vertex_num; i++) { if (g->vertex[i] == v1) { break; } } for (j = 0; j < g->vertex_num; j++) { if (g->vertex[j] == v2) { break; } } if (i == g->vertex_num || j == g->vertex_num) { return false; } g->arcs[i][j] = 1; g->arcs[j][i] = 1; g->arc_num++; return true; } // 广度优先遍历 void BFS(Graph *g, int v) { int queue[MAX_VERTEX_NUM], front = 0, rear = 0; // 队列 bool visited[MAX_VERTEX_NUM]; // 标记是否已经访问 int i, j, k; for (i = 0; i < g->vertex_num; i++) { visited[i] = false; } visited[v] = true; // 访问初始顶点 printf("%d ", g->vertex[v]); queue[rear++] = v; // 入队 while (front < rear) { // 队列非空 i = queue[front++]; // 出队 for (j = 0; j < g->vertex_num; j++) { if (g->arcs[i][j] == 1 && !visited[j]) { // 与当前顶点相连且未被访问 visited[j] = true; printf("%d ", g->vertex[j]); queue[rear++] = j; // 入队 } } } } int main() { Graph g; int i; InitGraph(&g); AddVertex(&g, 0); AddVertex(&g, 1); AddVertex(&g, 2); AddVertex(&g, 3); AddVertex(&g, 4); AddArc(&g, 0, 1); AddArc(&g, 0, 2); AddArc(&g, 0, 3); AddArc(&g, 1, 2); AddArc(&g, 2, 3); AddArc(&g, 3, 4); printf("BFS: "); BFS(&g, 0); printf("\n"); return 0; } ``` 该代码创建了一个邻接矩阵表示的无向图,并使用广度优先遍历算法遍历该图。其中,`InitGraph` 函数用于初始化图,`AddVertex` 函数用于添加顶点,`AddArc` 函数用于添加边,`BFS` 函数用于进行广度优先遍历。在 `main` 函数中,我们创建了一个包含 5 个顶点和 6 条边的无向图,并从顶点 0 开始进行广度优先遍历。 ### 回答2: 要建立一个无向图的邻接矩阵表示,我们可以先定义一个二维数组来表示图的邻接关系。假设图有n个顶点,则我们可以用一个大小为n×n的矩阵来表示图的邻接关系,其中矩阵的元素a[i][j]表示顶点i和顶点j之间是否有边相连。如果有边相连,则a[i][j]的值为1,否则为0。 接下来,实现图的广度优先遍历算法。广度优先遍历是一种图的搜索算法,能够按照层次的顺序遍历图中的所有顶点,并且能够找到从给定起始节点到目标节点之间的最短路径。 广度优先遍历的核心思想是从起始节点开始,依次访问与起始节点直接相连的节点,并将这些节点加入到一个队列中。然后从队列中取出一个节点,继续访问与该节点直接相连的节点,并将这些节点加入到队列中,依此类推,直到队列为空。 首先,我们需要定义一个队列来保存待访问的节点。然后,我们从起始节点开始,将起始节点加入队列,并标记起始节点为已访问。接着,我们进入一个循环,将队列中的首个节点取出,并访问该节点。然后,我们遍历该节点的所有相邻节点,如果相邻节点未被访问过,则将其加入队列,并标记为已访问。最后,继续进行下一轮循环,直到队列为空。 以下是用C语言实现图的广度优先遍历的代码示例: ``` #include <stdio.h> #define MAX_SIZE 100 int visited[MAX_SIZE]; // 用于标记节点是否已被访问 int queue[MAX_SIZE]; // 队列 int front = -1, rear = -1; // 队列的头和尾指针 void enqueue(int node) { if (rear == MAX_SIZE - 1) { // 队列已满 printf("Queue is full\n"); return; } if (front == -1) { // 队列为空 front = rear = 0; } else { rear++; } queue[rear] = node; } int dequeue() { if (front == -1) { // 队列为空 printf("Queue is empty\n"); return -1; } int node = queue[front]; if (front == rear) { // 队列中只有一个元素 front = rear = -1; } else { front++; } return node; } void bfs(int graph[MAX_SIZE][MAX_SIZE], int n, int start) { enqueue(start); visited[start] = 1; while (front != -1) { int node = dequeue(); printf("%d ", node); for (int i = 0; i < n; i++) { if (graph[node][i] == 1 && visited[i] == 0) { enqueue(i); visited[i] = 1; } } } } int main() { int n; // 图的顶点数 printf("Enter the number of vertices: "); scanf("%d", &n); int graph[MAX_SIZE][MAX_SIZE]; // 图的邻接矩阵表示 printf("Enter the adjacency matrix:\n"); for (int i = 0; i < n; i++) { for (int j = 0; j < n; j++) { scanf("%d", &graph[i][j]); } } int start; // 起始节点 printf("Enter the starting vertex: "); scanf("%d", &start); printf("BFS traversal: "); bfs(graph, n, start); return 0; } ``` 以上就是用C语言实现图的邻接矩阵表示以及广度优先遍历算法的示例代码。
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