c➕➕实现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 17:51:05 浏览: 74
好的,我可以帮你回答这个问题。
首先,我们来了解一下图的基本概念。图是由若干个顶点和边组成的一种数据结构,用于描述事物之间的关系。顶点表示事物,边表示它们之间的关系。根据边的性质,图可以分为有向图和无向图。
接下来,我们可以使用邻接矩阵或邻接表来存储图的信息。
邻接矩阵是一个二维数组,每个元素表示两个顶点之间是否有边。如果有边,则对应元素的值为1,否则为0。
邻接表是由若干个链表组成的数据结构,每个链表表示一个顶点,链表中存储和该顶点相连的所有边。
基于这些概念,我们可以实现图的基本操作。下面是一个C++的示例代码:
```c++
#include <iostream>
#include <vector>
#include <queue>
#include <stack>
using namespace std;
// 定义邻接表中的结构体
struct Edge {
int to; // 目标顶点
int weight; // 边的权值
Edge(int t, int w) : to(t), weight(w) {}
};
// 使用邻接表存储图
class Graph {
private:
int n; // 顶点数
vector<vector<Edge>> adj; // 邻接表
public:
// 构造函数
Graph(int num) : n(num), adj(num) {}
// 添加边
void addEdge(int u, int v, int w) {
adj[u].push_back(Edge(v, w));
adj[v].push_back(Edge(u, w)); // 如果是无向图,则需要加上这行代码
}
// 求每个顶点的度
void printDegree() {
for (int i = 0; i < n; i++) {
cout << "Vertex " << i << " degree: " << adj[i].size() << endl;
}
}
// DFS遍历
void dfs(int start) {
vector<bool> visited(n, false);
stack<int> s;
s.push(start);
while (!s.empty()) {
int cur = s.top();
s.pop();
if (!visited[cur]) {
visited[cur] = true;
cout << cur << " ";
for (auto& e : adj[cur]) {
if (!visited[e.to]) {
s.push(e.to);
}
}
}
}
cout << endl;
}
// BFS遍历
void bfs(int start) {
vector<bool> visited(n, false);
queue<int> q;
q.push(start);
while (!q.empty()) {
int cur = q.front();
q.pop();
if (!visited[cur]) {
visited[cur] = true;
cout << cur << " ";
for (auto& e : adj[cur]) {
if (!visited[e.to]) {
q.push(e.to);
}
}
}
}
cout << endl;
}
// 删除顶点及相关边,并进行DFS遍历
void removeVertex(int x) {
if (x < 0 || x >= n) {
cout << "Vertex " << x << " does not exist" << endl;
return;
}
vector<bool> visited(n, false);
stack<int> s;
s.push(x);
while (!s.empty()) {
int cur = s.top();
s.pop();
if (!visited[cur]) {
visited[cur] = true;
for (int i = 0; i < adj[cur].size(); i++) {
if (adj[cur][i].to == x) {
adj[cur].erase(adj[cur].begin() + i);
i--;
} else {
int v = adj[cur][i].to;
if (!visited[v]) {
s.push(v);
}
}
}
}
}
adj[x].clear();
cout << "After removing vertex " << x << ":" << endl;
dfs(0);
}
// 判断图是否连通
bool isConnected() {
vector<bool> visited(n, false);
stack<int> s;
s.push(0);
while (!s.empty()) {
int cur = s.top();
s.pop();
if (!visited[cur]) {
visited[cur] = true;
for (auto& e : adj[cur]) {
if (!visited[e.to]) {
s.push(e.to);
}
}
}
}
for (bool v : visited) {
if (!v) {
return false;
}
}
return true;
}
};
int main() {
int n, e;
cout << "Enter the number of vertices and edges: ";
cin >> n >> e;
Graph g(n);
cout << "Enter the edges (u v w):" << endl;
for (int i = 0; i < e; i++) {
int u, v, w;
cin >> u >> v >> w;
g.addEdge(u, v, w);
}
// 求每个顶点的度
g.printDegree();
// DFS遍历
cout << "DFS traversal: ";
g.dfs(0);
// BFS遍历
cout << "BFS traversal: ";
g.bfs(0);
// 删除顶点及相关边,进行DFS遍历
int x;
cout << "Enter a vertex to remove: ";
cin >> x;
g.removeVertex(x);
// 判断图是否连通
if (g.isConnected()) {
cout << "The graph is connected" << endl;
} else {
cout << "The graph is not connected" << endl;
}
return 0;
}
```
这段代码中,我们使用了邻接表来存储图的信息。在构造函数中,我们创建了一个大小为n的vector,每个元素都是一个vector<Edge>,表示一个顶点和与之相连的所有边。
addEdge函数用于添加边,我们使用了无向图的方式,即同时在u和v之间添加一条边。
printDegree函数用于求每个顶点的度,即与之相连的边的数量。我们遍历邻接表中每个元素,计算它的大小即可。
dfs函数用于进行DFS遍历。我们使用一个栈来存储遍历的顺序,每次取出栈顶元素,并将其标记为已访问。然后遍历该顶点相连的所有边,将它们加入栈中。
bfs函数用于进行BFS遍历。我们使用一个队列来存储遍历的顺序,每次取出队首元素,并将其标记为已访问。然后遍历该顶点相连的所有边,将它们加入队列中。
removeVertex函数用于删除顶点及相关边,并进行DFS遍历。我们使用一个栈来进行DFS遍历,将所有和顶点x相连的边删除即可。最后,我们清空顶点x的信息,并进行一次DFS遍历。
isConnected函数用于判断图是否连通。我们使用DFS遍历来判断,如果所有顶点都被访问过,则说明图是连通的。
以上就是一个基本的图的实现,希望能对你有所帮助!
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