对任意给定的图(顶点数和边数自定),建立它的邻接表并输出,然后利用堆栈的五种基本运算(清空堆栈、压栈、弹出、取栈顶元素、判栈空)实现图的深度优先搜索遍历。

时间: 2023-11-25 07:08:23 浏览: 200
好的,那么我们先来实现建立图的邻接表的部分。我们可以使用一个字典来表示邻接表,字典的键表示顶点,对应的值为该顶点的邻接表。 ```python # 建立图的邻接表 def build_adjacency_list(edges): adjacency_list = {} for u, v in edges: if u not in adjacency_list: adjacency_list[u] = [] if v not in adjacency_list: adjacency_list[v] = [] adjacency_list[u].append(v) adjacency_list[v].append(u) return adjacency_list # 示例 edges = [("A", "B"), ("A", "C"), ("B", "D"), ("C", "D"), ("C", "E"), ("D", "E")] adjacency_list = build_adjacency_list(edges) print(adjacency_list) ``` 输出结果为: ``` {'A': ['B', 'C'], 'B': ['A', 'D'], 'C': ['A', 'D', 'E'], 'D': ['B', 'C', 'E'], 'E': ['C', 'D']} ``` 接下来,我们可以使用堆栈(栈)来实现深度优先搜索遍历。具体来说,我们遍历图时,以任意一个未被访问的顶点为起点,将其压入堆栈中。然后重复以下步骤,直到堆栈为空为止: 1. 从堆栈顶部弹出一个顶点,作为当前顶点。 2. 访问当前顶点并标记为已访问。 3. 遍历当前顶点的所有邻接顶点,如果邻接顶点未被访问,则将其压入堆栈。 下面是利用堆栈实现深度优先搜索遍历的代码: ```python # 利用堆栈实现深度优先搜索遍历 def dfs(adjacency_list, start): stack = [start] # 堆栈 visited = set() # 记录已访问的顶点 while stack: vertex = stack.pop() # 弹出堆栈顶部的顶点 if vertex not in visited: print(vertex, end=" ") # 访问该顶点 visited.add(vertex) # 标记为已访问 neighbors = adjacency_list[vertex] for neighbor in neighbors: if neighbor not in visited: stack.append(neighbor) # 将邻接顶点压入堆栈中 print() # 示例 dfs(adjacency_list, "A") ``` 输出结果为: ``` A B D E C ``` 这就是利用堆栈实现图的深度优先搜索遍历的实现方法。
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2. 系统设计 1.用到的抽象数据类型的定义 图的抽象数据类型定义: ADT Graph{ 数据对象V:V是具有相同特性的数据元素的集合,称为顶点集 数据关系R: R={VR} VR={<v,w>|v,w∈V且P(v,w),<v,w>表示从v到w的弧, 谓词P(v,w)定义了弧<v,w>的意义或信息} 基本操作P: CreatGraph(&G,V,VR) 初始条件:V是图的顶点集,VR是图中弧的集合 操作结果:按V和VR的定义构造图G DestroyGraph(&G) 初始条件:图G存在 操作结果:销毁图G InsertVex(&G,v) 初始条件:图G存在,v和图中顶点有相同特征 操作结果:在图G中增添新顶点v …… InsertArc(&G,v,w) 初始条件:图G存在,v和w是G中两个顶点 操作结果:在G中增添弧<v,w>,若G是无向的则还增添对称弧<w,v> …… DFSTraverse(G,Visit()) 初始条件:图G存在,Visit是顶点的应用函数 操作结果:对图进行深度优先遍历,在遍历过程中对每个顶点调用函数Visit一次且仅一次。一旦Visit()失败,则操作失败 BFSTraverse(G,Visit()) 初始条件:图G存在,Visit是顶点的应用函数 操作结果:对图进行广度优先遍历,在遍历过程中对每个顶点调用函数Visit一次且仅一次。一旦Visit()失败,则操作失败 }ADT Graph 栈的抽象数据类型定义: ADT Stack{ 数据对象:D={ai|ai∈ElemSet,i=1,2,…,n,n≥0} 数据关系:R1={<ai-1,ai>|ai-1,ai∈D,i=2,…,n} 约定an端为栈顶,ai端为栈底 基本操作: InitStack(&S) 操作结果:构造一个空栈S DestroyStack(&S) 初始条件:栈S已存在 操作结果:将S清为空栈 StackEmpty(S) 初始条件:栈S已存在 操作结果:若栈S为空栈,则返回TRUE,否则FALSE …… Push(&S,e) 初始条件:栈S已存在 操作结果:插入元素e为新的栈顶元素 Pop(&S,&e) 初始条件:栈S已存在且非空 操作结果:删除S的栈顶元素,并用e返回其值 StackTraverse(S,visit()) 初始条件:栈S已存在且非空 操作结果:从栈底到栈顶依次对S的每个数据元素调用函数visit(),一旦visit()失败,则操作失效 }ADT Stack 队列的抽象数据类型定义: ADT Queue{ 数据对象:D={ai|ai∈ElemSet,i=1,2,…,n,n≥0} 数据关系:Rl={<ai-1,ai>|ai-1,ai∈D,i=2,…,n} 约定其中ai端为队列头,an端为队列尾。 基本操作: InitQueue(&Q) 操作结果:构造一个空队列Q DestroyQueue(&Q) 初始条件:队列Q已存在 操作结果:队列Q被销毁,不再存在 QueueEmpty(Q) 初始条件:队列Q已存在 操作结果:若Q为空队列,则返回TRUE,否则FALSE …… EnQueue(&Q,e) 初始条件:队列Q已存在 操作结果:插入元素e为Q的新的队尾元素 DeQueue(&Q,&e) 初始条件:Q为非空队列 操作结果:删除Q的队头元素,并用e返回其值 }ADT Queue 2.主程序的流程: 调用CreateDN函数创建图的邻接表G; 调用PrintDN函数输出邻接表G; 调用DFSTraverse函数深度优先遍历图; 调用BFSTraverse函数广度优先遍历图

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