用C语言写一段代码并且有注释,游客通过终端询问可知,要求:(1)将导游图看作一张带权无向图,顶点表示公园的各个景点,边表示各景点之间的道路,边上的权值表示距离,选择适当的数据结构。 (2)为游客提供图中任意景点相关信息的查询。 (3)为游客提供任意两个景点之间最短的简单路径。 (4)为游客选择最佳游览路径。(5)以邻接表为存储结构,利用Dijkstra算法或Floy算法求最短路径,利用搜索求最佳路径。

时间: 2024-02-05 20:14:10 浏览: 90
以下是基于邻接表的图的最短路径查询和最佳路径选择的C语言代码,包括注释: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #define MAX_VERTICES 100 // 最大顶点数 #define INF 1000000 // 无穷大的距离(即不存在的边的距离) // 邻接表中的边结构体 typedef struct Edge { int dest; // 目标顶点的下标 int weight; // 边的权重(距离) struct Edge *next; // 指向下一个邻接点的指针 } Edge; // 邻接表中的顶点结构体 typedef struct Vertex { char name[20]; // 顶点的名称 Edge *head; // 指向第一个邻接点的指针 } Vertex; // 图结构体 typedef struct Graph { int num_vertices; // 顶点数 Vertex vertices[MAX_VERTICES]; // 顶点数组 } Graph; // 初始化一个图 void init_graph(Graph *graph) { graph->num_vertices = 0; for (int i = 0; i < MAX_VERTICES; i++) { graph->vertices[i].head = NULL; } } // 添加一个顶点到图中 void add_vertex(Graph *graph, const char *name) { Vertex *v = &graph->vertices[graph->num_vertices++]; strcpy(v->name, name); v->head = NULL; } // 添加一条边到图中 void add_edge(Graph *graph, int src, int dest, int weight) { Edge *e = (Edge*) malloc(sizeof(Edge)); e->dest = dest; e->weight = weight; e->next = graph->vertices[src].head; graph->vertices[src].head = e; } // Dijkstra算法求最短路径 void dijkstra(Graph *graph, int start, int distances[], int prev[]) { int i, j, k, min_distance; int visited[MAX_VERTICES]; // 初始化距离和前驱数组 for (i = 0; i < graph->num_vertices; i++) { distances[i] = INF; prev[i] = -1; visited[i] = 0; } distances[start] = 0; // 遍历所有顶点 for (i = 0; i < graph->num_vertices; i++) { // 找到未访问过的距离最短的顶点 min_distance = INF; for (j = 0; j < graph->num_vertices; j++) { if (!visited[j] && distances[j] < min_distance) { min_distance = distances[j]; k = j; } } visited[k] = 1; // 更新所有邻接点的距离和前驱 for (Edge *e = graph->vertices[k].head; e != NULL; e = e->next) { j = e->dest; if (!visited[j] && distances[k] + e->weight < distances[j]) { distances[j] = distances[k] + e->weight; prev[j] = k; } } } } // 打印最短路径 void print_path(Graph *graph, int start, int end, int prev[]) { if (start == end) { printf("%s", graph->vertices[start].name); return; } print_path(graph, start, prev[end], prev); printf(" -> %s", graph->vertices[end].name); } // 选择最佳路径 void search_path(Graph *graph, int start, int end, int distances[], int prev[], int visited[], int path[], int *path_len, int *path_distance) { int i, j, k, min_distance; // 标记起点和终点已访问 visited[start] = 1; visited[end] = 1; // 初始化路径数组和路径长度 path[0] = start; *path_len = 1; *path_distance = 0; // 在未访问的点中找到到已访问点距离最短的顶点,加入路径中 while (*path_len < graph->num_vertices) { min_distance = INF; for (i = 0; i < *path_len; i++) { k = path[i]; for (Edge *e = graph->vertices[k].head; e != NULL; e = e->next) { j = e->dest; if (!visited[j] && e->weight < min_distance) { min_distance = e->weight; path[*path_len] = j; } } } if (min_distance == INF) { // 找不到更多的未访问点了 break; } visited[path[*path_len]] = 1; *path_len += 1; *path_distance += min_distance; } // 如果终点不在路径中,则将终点加入路径 if (path[*path_len - 1] != end) { path[*path_len] = end; *path_len += 1; } } int main() { Graph graph; int distances[MAX_VERTICES]; int prev[MAX_VERTICES]; int visited[MAX_VERTICES]; int path[MAX_VERTICES]; int path_len, path_distance; init_graph(&graph); // 添加顶点 add_vertex(&graph, "Entrance"); add_vertex(&graph, "Lake"); add_vertex(&graph, "Mountain"); add_vertex(&graph, "Forest"); add_vertex(&graph, "Valley"); // 添加边 add_edge(&graph, 0, 1, 20); add_edge(&graph, 0, 2, 30); add_edge(&graph, 0, 3, 15); add_edge(&graph, 1, 2, 10); add_edge(&graph, 1, 3, 25); add_edge(&graph, 2, 4, 20); add_edge(&graph, 3, 4, 10); // 查询景点信息 printf("Which vertex do you want to know? "); char name[20]; scanf("%s", name); for (int i = 0; i < graph.num_vertices; i++) { if (strcmp(graph.vertices[i].name, name) == 0) { printf("Vertex %s:\n", name); printf(" Adjacent vertices:"); for (Edge *e = graph.vertices[i].head; e != NULL; e = e->next) { printf(" %s", graph.vertices[e->dest].name); } printf("\n"); break; } } // 查询最短路径 printf("Which two vertices do you want to find the shortest path between? "); char name1[20], name2[20]; scanf("%s %s", name1, name2); int start = -1, end = -1; for (int i = 0; i < graph.num_vertices; i++) { if (strcmp(graph.vertices[i].name, name1) == 0) { start = i; } if (strcmp(graph.vertices[i].name, name2) == 0) { end = i; } } if (start != -1 && end != -1) { dijkstra(&graph, start, distances, prev); printf("The shortest path from %s to %s is:\n", name1, name2); print_path(&graph, start, end, prev); printf("\n"); printf("The distance is %d.\n", distances[end]); } else { printf("Cannot find the vertices.\n"); } // 选择最佳路径 printf("Choose the vertices you want to visit in order: "); int path_vertices[MAX_VERTICES]; int num_path_vertices = 0; while (scanf("%s", name) == 1) { for (int i = 0; i < graph.num_vertices; i++) { if (strcmp(graph.vertices[i].name, name) == 0) { path_vertices[num_path_vertices++] = i; break; } } } if (num_path_vertices > 1) { // 初始化访问数组 for (int i = 0; i < graph.num_vertices; i++) { visited[i] = 0; } // 对每一段路径使用Dijkstra算法求最短距离 int total_distance = 0; for (int i = 0; i < num_path_vertices - 1; i++) { dijkstra(&graph, path_vertices[i], distances, prev); total_distance += distances[path_vertices[i + 1]]; } // 使用搜索选择最佳路径 search_path(&graph, path_vertices[0], path_vertices[num_path_vertices - 1], distances, prev, visited, path, &path_len, &path_distance); printf("The best path to visit these vertices is:\n"); for (int i = 0; i < path_len; i++) { printf("%s", graph.vertices[path[i]].name); if (i < path_len - 1) { printf(" -> "); } } printf("\n"); printf("The total distance is %d.\n", total_distance); } else { printf("Please input at least two vertices.\n"); } return 0; } ``` 这个程序可以在终端中运行,用户可以通过输入不同的命令来查询图中的信息。其中,输入数字、图中顶点的名称等信息时,需要按照程序中规定的格式输入。
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