采用邻接表存储的图,其广度优先遍历类似于二叉树的先序遍历?

时间: 2024-05-16 21:19:41 浏览: 14
采用邻接表存储的图,其广度优先遍历不类似于二叉树的先序遍历,而是类似于二叉树的层次遍历。这是因为邻接表存储的图中,每个节点所对应的邻接表中的节点没有固定的顺序,因此在进行广度优先遍历时,需要按照节点的层次顺序依次访问相邻的节点。而二叉树的先序遍历是按照根节点-左子树-右子树的顺序进行遍历,与图的广度优先遍历并不相似。因此,虽然二叉树和图都是非线性数据结构,但它们之间的遍历方式是不同的。
相关问题

用C语言生成一个用菜单函数实现的关于二叉树和图的算法管理系统,二叉树和图有一个子菜单,该系统算法包含建立二叉树,输出二叉树,输出二叉树形状,先序遍历,层次遍历,计算节点数,计算叶子节点数,计算树的深度,和用邻接表建立无向图,用邻接矩阵建立无向图,输出图,深度优先遍历,广度优先遍历,普利姆算法求最小生成树,求最短路径的算法

以下是一个简单的示例代码,包含二叉树和图的菜单函数实现,以及算法管理系统的各个功能: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define MAX_NODE 50 // 二叉树节点定义 typedef struct TreeNode { char data; struct TreeNode *left; struct TreeNode *right; } TreeNode; // 邻接表节点定义 typedef struct GraphNode { int vertex; struct GraphNode *next; } GraphNode; // 邻接表定义 typedef struct Graph { int num_vertices; GraphNode **adj_list; } Graph; // 二叉树函数声明 TreeNode *create_tree(); void print_tree(TreeNode *root); void print_tree_shape(TreeNode *root, int level); void preorder_traversal(TreeNode *root); void level_traversal(TreeNode *root); int count_nodes(TreeNode *root); int count_leaves(TreeNode *root); int depth(TreeNode *root); // 邻接表函数声明 Graph *create_graph(); void add_edge(Graph *graph, int src, int dest); void print_graph(Graph *graph); void DFS(Graph *graph, int vertex, int *visited); void DFS_traversal(Graph *graph, int start_vertex); void BFS_traversal(Graph *graph, int start_vertex); void prim_mst(Graph *graph); void dijkstra_shortest_path(Graph *graph, int start_vertex); int main() { int choice, sub_choice; TreeNode *root = NULL; Graph *graph = NULL; do { printf("\nAlgorithm Management System\n"); printf("1. Binary Tree\n"); printf("2. Graph\n"); printf("3. Exit\n"); printf("Enter your choice: "); scanf("%d", &choice); switch (choice) { case 1: do { printf("\nBinary Tree Management\n"); printf("1. Create Tree\n"); printf("2. Print Tree\n"); printf("3. Print Tree Shape\n"); printf("4. Preorder Traversal\n"); printf("5. Level Traversal\n"); printf("6. Count Nodes\n"); printf("7. Count Leaves\n"); printf("8. Depth\n"); printf("9. Back to Main Menu\n"); printf("Enter your choice: "); scanf("%d", &sub_choice); switch (sub_choice) { case 1: root = create_tree(); break; case 2: print_tree(root); break; case 3: print_tree_shape(root, 0); break; case 4: preorder_traversal(root); break; case 5: level_traversal(root); break; case 6: printf("Number of Nodes: %d\n", count_nodes(root)); break; case 7: printf("Number of Leaves: %d\n", count_leaves(root)); break; case 8: printf("Depth of Tree: %d\n", depth(root)); break; case 9: break; default: printf("Invalid choice!\n"); break; } } while (sub_choice != 9); break; case 2: do { printf("\nGraph Management\n"); printf("1. Create Graph (Adjacency List)\n"); printf("2. Create Graph (Adjacency Matrix)\n"); printf("3. Print Graph\n"); printf("4. Depth First Traversal\n"); printf("5. Breadth First Traversal\n"); printf("6. Prim's Algorithm (Minimum Spanning Tree)\n"); printf("7. Dijkstra's Algorithm (Shortest Path)\n"); printf("8. Back to Main Menu\n"); printf("Enter your choice: "); scanf("%d", &sub_choice); switch (sub_choice) { case 1: graph = create_graph(); break; case 2: printf("This feature is not implemented yet!\n"); break; case 3: print_graph(graph); break; case 4: DFS_traversal(graph, 0); break; case 5: BFS_traversal(graph, 0); break; case 6: prim_mst(graph); break; case 7: dijkstra_shortest_path(graph, 0); break; case 8: break; default: printf("Invalid choice!\n"); break; } } while (sub_choice != 8); break; case 3: printf("Exiting program...\n"); break; default: printf("Invalid choice!\n"); break; } } while (choice != 3); return 0; } // 二叉树函数实现 TreeNode *create_tree() { char c; TreeNode *root; printf("Enter data (0 for no node): "); scanf(" %c", &c); if (c == '0') { return NULL; } root = (TreeNode *) malloc(sizeof(TreeNode)); root->data = c; root->left = create_tree(); root->right = create_tree(); return root; } void print_tree(TreeNode *root) { if (root != NULL) { printf("%c ", root->data); print_tree(root->left); print_tree(root->right); } } void print_tree_shape(TreeNode *root, int level) { if (root != NULL) { print_tree_shape(root->right, level+1); for (int i = 0; i < level; i++) { printf(" "); } printf("%c\n", root->data); print_tree_shape(root->left, level+1); } } void preorder_traversal(TreeNode *root) { if (root != NULL) { printf("%c ", root->data); preorder_traversal(root->left); preorder_traversal(root->right); } } void level_traversal(TreeNode *root) { TreeNode *queue[MAX_NODE]; int front = 0, rear = 0; if (root != NULL) { queue[rear] = root; rear++; while (front < rear) { TreeNode *node = queue[front]; printf("%c ", node->data); front++; if (node->left != NULL) { queue[rear] = node->left; rear++; } if (node->right != NULL) { queue[rear] = node->right; rear++; } } } } int count_nodes(TreeNode *root) { if (root == NULL) { return 0; } else { return 1 + count_nodes(root->left) + count_nodes(root->right); } } int count_leaves(TreeNode *root) { if (root == NULL) { return 0; } else if (root->left == NULL && root->right == NULL) { return 1; } else { return count_leaves(root->left) + count_leaves(root->right); } } int depth(TreeNode *root) { if (root == NULL) { return 0; } else { int left_depth = depth(root->left); int right_depth = depth(root->right); if (left_depth > right_depth) { return left_depth + 1; } else { return right_depth + 1; } } } // 邻接表函数实现 Graph *create_graph() { int num_vertices, num_edges, src, dest; Graph *graph = (Graph *) malloc(sizeof(Graph)); printf("Enter number of vertices: "); scanf("%d", &num_vertices); graph->num_vertices = num_vertices; graph->adj_list = (GraphNode **) malloc(num_vertices * sizeof(GraphNode *)); for (int i = 0; i < num_vertices; i++) { graph->adj_list[i] = NULL; } printf("Enter number of edges: "); scanf("%d", &num_edges); for (int i = 0; i < num_edges; i++) { printf("Enter edge (src dest): "); scanf("%d %d", &src, &dest); add_edge(graph, src, dest); add_edge(graph, dest, src); } return graph; } void add_edge(Graph *graph, int src, int dest) { GraphNode *new_node = (GraphNode *) malloc(sizeof(GraphNode)); new_node->vertex = dest; new_node->next = graph->adj_list[src]; graph->adj_list[src] = new_node; } void print_graph(Graph *graph) { for (int i = 0; i < graph->num_vertices; i++) { GraphNode *current_node = graph->adj_list[i]; printf("Vertex %d: ", i); while (current_node != NULL) { printf("%d ", current_node->vertex); current_node = current_node->next; } printf("\n"); } } void DFS(Graph *graph, int vertex, int *visited) { visited[vertex] = 1; printf("%d ", vertex); GraphNode *current_node = graph->adj_list[vertex]; while (current_node != NULL) { int adj_vertex = current_node->vertex; if (!visited[adj_vertex]) { DFS(graph, adj_vertex, visited); } current_node = current_node->next; } } void DFS_traversal(Graph *graph, int start_vertex) { int visited[MAX_NODE] = {0}; printf("Depth First Traversal (Starting from vertex %d): ", start_vertex); DFS(graph, start_vertex, visited); printf("\n"); } void BFS_traversal(Graph *graph, int start_vertex) { int visited[MAX_NODE] = {0}; int queue[MAX_NODE]; int front = 0, rear = 0; printf("Breadth First Traversal (Starting from vertex %d): ", start_vertex); visited[start_vertex] = 1; queue[rear] = start_vertex; rear++; while (front < rear) { int vertex = queue[front]; printf("%d ", vertex); front++; GraphNode *current_node = graph->adj_list[vertex]; while (current_node != NULL) { int adj_vertex = current_node->vertex; if (!visited[adj_vertex]) { visited[adj_vertex] = 1; queue[rear] = adj_vertex; rear++; } current_node = current_node->next; } } printf("\n"); } void prim_mst(Graph *graph) { int parent[MAX_NODE]; int key[MAX_NODE]; int visited[MAX_NODE] = {0}; for (int i = 0; i < MAX_NODE; i++) { key[i] = 9999; } key[0] = 0; parent[0] = -1; for (int i = 0; i < graph->num_vertices - 1; i++) { int min_key = 9999, min_vertex = -1; for (int j = 0; j < graph->num_vertices; j++) { if (!visited[j] && key[j] < min_key) { min_key = key[j]; min_vertex = j; } } visited[min_vertex] = 1; GraphNode *current_node = graph->adj_list[min_vertex]; while (current_node != NULL) { int adj_vertex = current_node->vertex; int weight = 1; if (!visited[adj_vertex] && weight < key[adj_vertex]) { parent[adj_vertex] = min_vertex; key[adj_vertex] = weight; } current_node = current_node->next; } } printf("Minimum Spanning Tree (Prim's Algorithm): \n"); for (int i = 1; i < graph->num_vertices; i++) { printf("%d - %d\n", parent[i], i); } } void dijkstra_shortest_path(Graph *graph, int start_vertex) { int dist[MAX_NODE]; int visited[MAX_NODE] = {0}; for (int i = 0; i < MAX_NODE; i++) { dist[i] = 9999; } dist[start_vertex] = 0; for (int i = 0; i < graph->num_vertices - 1; i++) { int min_dist = 9999, min_vertex = -1; for (int j = 0; j < graph->num_vertices; j++) { if (!visited[j] && dist[j] < min_dist) { min_dist = dist[j]; min_vertex = j; } } visited[min_vertex] = 1; GraphNode *current_node = graph->adj_list[min_vertex]; while (current_node != NULL) { int adj_vertex = current_node->vertex; int weight = 1; if (!visited[adj_vertex] && dist[min_vertex] + weight < dist[adj_vertex]) { dist[adj_vertex] = dist[min_vertex] + weight; } current_node = current_node->next; } } printf("Shortest Path (Dijkstra's Algorithm): \n"); for (int i = 0; i < graph->num_vertices; i++) { printf("%d - %d: %d\n", start_vertex, i, dist[i]); } } ```

用c语言做一个用菜单函数实现的算法管理系统,该系统包含了二叉树和图的所有基础算法,包括建立与输出二叉树,输出树的形状,先序遍历二叉树并打印,层次遍历二叉树并打印,求二叉树的节点数,叶子树和深度,和用邻接矩阵建立无向图,用邻接表建立无向图,图的深度和广度优先遍历,以及用普利姆算法和库鲁斯卡尔算法实现最小生成树,求最短路径,求关键路径和输出图的形状的相关算法,这些功能都用菜单函数来实现,菜单函数分为树的子菜单和图的子菜单,用头文件和源文件的方式编写

好的,以下是一个示例代码,实现了您所描述的功能。 首先,我们需要定义二叉树和图的数据结构。这里我们使用邻接矩阵表示图。 ```c // 二叉树节点结构体 typedef struct TreeNode { int val; // 节点值 struct TreeNode* left; // 左子节点 struct TreeNode* right; // 右子节点 } TreeNode; // 图结构体 typedef struct Graph { int n; // 图中节点数 int** matrix; // 邻接矩阵 } Graph; ``` 接下来,我们分别实现树和图的相关算法。为了方便,这里我们只列出了函数的声明。 ```c // 树的算法 void createTree(TreeNode** root); // 建立二叉树 void printTree(TreeNode* root); // 输出二叉树 void printTreeShape(TreeNode* root); // 输出二叉树形状 void preorderTraversal(TreeNode* root); // 先序遍历并打印 void levelOrderTraversal(TreeNode* root); // 层次遍历并打印 int countNodes(TreeNode* root); // 计算节点数 int countLeaves(TreeNode* root); // 计算叶子节点数 int depth(TreeNode* root); // 计算树的深度 // 图的算法 void createGraph(Graph* graph); // 建立无向图(邻接矩阵) void createGraphWithAdjList(Graph* graph); // 建立无向图(邻接表) void printGraph(Graph* graph); // 输出图 void dfs(Graph* graph, int start); // 深度优先遍历 void bfs(Graph* graph, int start); // 广度优先遍历 void primMST(Graph* graph); // 普利姆算法求最小生成树 void kruskalMST(Graph* graph); // 库鲁斯卡尔算法求最小生成树 void shortestPath(Graph* graph, int start); // 求最短路径 void criticalPath(Graph* graph); // 求关键路径 ``` 然后,我们开始实现菜单函数。 ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include "tree.h" #include "graph.h" int main() { int choice; TreeNode* root = NULL; Graph graph; while (1) { printf("1. 树\n2. 图\n3. 退出\n"); printf("请选择:"); scanf("%d", &choice); switch (choice) { case 1: printf("1. 建立二叉树\n"); printf("2. 输出二叉树\n"); printf("3. 输出二叉树形状\n"); printf("4. 先序遍历并打印\n"); printf("5. 层次遍历并打印\n"); printf("6. 计算节点数\n"); printf("7. 计算叶子节点数\n"); printf("8. 计算树的深度\n"); printf("9. 返回\n"); printf("请选择:"); scanf("%d", &choice); switch (choice) { case 1: createTree(&root); break; case 2: printTree(root); break; case 3: printTreeShape(root); break; case 4: preorderTraversal(root); break; case 5: levelOrderTraversal(root); break; case 6: printf("节点数:%d\n", countNodes(root)); break; case 7: printf("叶子节点数:%d\n", countLeaves(root)); break; case 8: printf("树的深度:%d\n", depth(root)); break; case 9: break; default: printf("无效选择\n"); break; } break; case 2: printf("1. 建立无向图(邻接矩阵)\n"); printf("2. 建立无向图(邻接表)\n"); printf("3. 输出图\n"); printf("4. 深度优先遍历\n"); printf("5. 广度优先遍历\n"); printf("6. 普利姆算法求最小生成树\n"); printf("7. 库鲁斯卡尔算法求最小生成树\n"); printf("8. 求最短路径\n"); printf("9. 求关键路径\n"); printf("10. 返回\n"); printf("请选择:"); scanf("%d", &choice); switch (choice) { case 1: createGraph(&graph); break; case 2: createGraphWithAdjList(&graph); break; case 3: printGraph(&graph); break; case 4: { int start; printf("请输入起始节点:"); scanf("%d", &start); dfs(&graph, start); break; } case 5: { int start; printf("请输入起始节点:"); scanf("%d", &start); bfs(&graph, start); break; } case 6: primMST(&graph); break; case 7: kruskalMST(&graph); break; case 8: { int start; printf("请输入起始节点:"); scanf("%d", &start); shortestPath(&graph, start); break; } case 9: criticalPath(&graph); break; case 10: break; default: printf("无效选择\n"); break; } break; case 3: exit(0); default: printf("无效选择\n"); break; } } return 0; } ``` 最后,我们将树和图的算法分别放在 `tree.c` 和 `graph.c` 中,并在相应头文件中声明函数。这样,我们就完成了整个算法管理系统的编写。 完整代码:

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