广度优先遍历求无向图的最短路径c语言
时间: 2023-08-03 09:07:20 浏览: 111
无向图的最短路径可以使用广度优先遍历算法(BFS)来解决。
下面是C语言实现的无向图最短路径的BFS算法:
```c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define MAX_VERTEX_NUM 100 // 最大顶点数
typedef struct {
int adj[MAX_VERTEX_NUM][MAX_VERTEX_NUM]; // 邻接矩阵
int V, E; // 顶点数和边数
} Graph;
typedef struct {
int vertex; // 顶点编号
int depth; // 顶点所在层数
} Queue;
void createGraph(Graph *G) {
int i, j, k, w;
printf("请输入顶点数和边数:");
scanf("%d%d", &G->V, &G->E);
for (i = 0; i < G->V; i++) {
for (j = 0; j < G->V; j++) {
G->adj[i][j] = 0;
}
}
for (k = 0; k < G->E; k++) {
printf("请输入第%d条边的起点、终点和权值:", k + 1);
scanf("%d%d%d", &i, &j, &w);
G->adj[i][j] = w;
G->adj[j][i] = w;
}
}
void BFS_shortest_path(Graph *G, int start, int end) {
Queue q[MAX_VERTEX_NUM]; // 定义队列
int visited[MAX_VERTEX_NUM] = {0}; // 定义已访问数组
int front = 0, rear = 0; // 定义队首和队尾指针
int i, j;
q[rear].vertex = start; // 入队起点
q[rear].depth = 0; // 起点所在层数为0
rear++; // 队尾指针后移
visited[start] = 1; // 起点已访问
while (front < rear) { // 队列不为空
Queue u = q[front]; // 取出队首元素u
front++; // 队首指针后移
if (u.vertex == end) { // 到达终点
printf("从%d到%d的最短路径长度为%d\n", start, end, u.depth);
return;
}
for (i = 0; i < G->V; i++) { // 遍历所有顶点
if (G->adj[u.vertex][i] && !visited[i]) { // 与u相邻且未访问过
q[rear].vertex = i; // 入队顶点i
q[rear].depth = u.depth + 1; // i所在层数为u的层数加1
rear++; // 队尾指针后移
visited[i] = 1; // 标记i已访问
}
}
}
printf("从%d到%d不存在路径\n", start, end); // 未找到路径
}
int main() {
Graph G;
int start, end;
createGraph(&G);
printf("请输入起点和终点:");
scanf("%d%d", &start, &end);
BFS_shortest_path(&G, start, end);
return 0;
}
```
其中,邻接矩阵`adj`表示图的连接情况,`visited`数组表示每个顶点是否已经被访问过,`Queue`结构体表示队列中的元素,包括顶点编号和所在层数。
`BFS_shortest_path`函数实现了BFS算法,其中使用队列来存储遍历的顶点。每次取出队首元素u,遍历u的所有相邻顶点i,如果i未被访问过,则将i入队,并标记为已访问。当遇到终点时,输出最短路径长度,否则输出不存在路径。
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