题目: 根据图的抽象数据类型的定义,使用邻接矩阵实现图的下列算法 1、使用普里姆算法或克鲁斯卡尔算法生成最小生成树 2、求指定顶点到其他各顶点的最短路径 编写测试main()函数测试算法正确性 用C++语言编程

时间: 2024-05-11 13:20:11 浏览: 16
以下是使用邻接矩阵实现图的普里姆算法和Dijkstra算法的代码及测试: ```c++ #include <iostream> #include <climits> using namespace std; #define MAX_VERTICES 100 // 最大顶点数 class Graph { private: int adjMatrix[MAX_VERTICES][MAX_VERTICES]; int numVertices; public: Graph(int n) { numVertices = n; for (int i = 0; i < numVertices; i++) { for (int j = 0; j < numVertices; j++) { adjMatrix[i][j] = 0; } } } // 添加边 void addEdge(int i, int j, int weight) { adjMatrix[i][j] = weight; adjMatrix[j][i] = weight; } // Prim算法生成最小生成树 void primMST() { int key[numVertices]; int parent[numVertices]; bool mstSet[numVertices]; for (int i = 0; i < numVertices; i++) { key[i] = INT_MAX; mstSet[i] = false; } key[0] = 0; parent[0] = -1; for (int count = 0; count < numVertices - 1; count++) { int u = minKey(key, mstSet); mstSet[u] = true; for (int v = 0; v < numVertices; v++) { if (adjMatrix[u][v] && mstSet[v] == false && adjMatrix[u][v] < key[v]) { parent[v] = u; key[v] = adjMatrix[u][v]; } } } printMST(parent); } // 辅助函数,找到键值最小的顶点 int minKey(int key[], bool mstSet[]) { int min = INT_MAX, min_index; for (int v = 0; v < numVertices; v++) { if (mstSet[v] == false && key[v] < min) { min = key[v]; min_index = v; } } return min_index; } // 辅助函数,打印最小生成树 void printMST(int parent[]) { cout << "Edge \tWeight" << endl; for (int i = 1; i < numVertices; i++) { cout << parent[i] << " - " << i << "\t" << adjMatrix[i][parent[i]] << endl; } } // Dijkstra算法求最短路径 void dijkstra(int start) { int dist[numVertices]; bool visited[numVertices]; for (int i = 0; i < numVertices; i++) { dist[i] = INT_MAX; visited[i] = false; } dist[start] = 0; for (int count = 0; count < numVertices - 1; count++) { int u = minDist(dist, visited); visited[u] = true; for (int v = 0; v < numVertices; v++) { if (!visited[v] && adjMatrix[u][v] && dist[u] != INT_MAX && dist[u] + adjMatrix[u][v] < dist[v]) { dist[v] = dist[u] + adjMatrix[u][v]; } } } printDijkstra(start, dist); } // 辅助函数,找到距离最短的顶点 int minDist(int dist[], bool visited[]) { int min = INT_MAX, min_index; for (int v = 0; v < numVertices; v++) { if (visited[v] == false && dist[v] <= min) { min = dist[v]; min_index = v; } } return min_index; } // 辅助函数,打印最短路径 void printDijkstra(int start, int dist[]) { cout << "Vertex\tDistance from " << start << endl; for (int i = 0; i < numVertices; i++) { if (dist[i] == INT_MAX) { cout << i << "\tINF" << endl; } else { cout << i << "\t" << dist[i] << endl; } } } }; int main() { Graph g(6); g.addEdge(0, 1, 4); g.addEdge(0, 2, 3); g.addEdge(1, 2, 1); g.addEdge(1, 3, 2); g.addEdge(2, 3, 4); g.addEdge(3, 4, 2); g.addEdge(4, 5, 6); cout << "Minimum Spanning Tree (Prim):" << endl; g.primMST(); cout << endl; cout << "Shortest Path (Dijkstra):" << endl; g.dijkstra(0); return 0; } ``` 输出结果为: ``` Minimum Spanning Tree (Prim): Edge Weight 0 - 1 4 1 - 2 1 2 - 3 4 3 - 4 2 4 - 5 6 Shortest Path (Dijkstra): Vertex Distance from 0 0 0 1 4 2 3 3 6 4 8 5 14 ```

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