假设图g采用邻接表存储,试设计一个算法,判断无向图g 是否为一棵树。若为树,返回真;否则返回假。这个算法的代码怎么写
时间: 2024-02-06 12:12:10 浏览: 81
判断一个无向图是否为一棵树,需要满足以下两个条件:
1. 无向图中有n个顶点和n-1条边;
2. 无向图中不存在环。
根据这两个条件,可以设计一个判断无向图是否为树的算法,具体步骤如下:
1. 判断无向图的边数是否为n-1,如果不是,则不是一棵树,返回假;
2. 判断无向图中是否存在环,如果存在,则不是一棵树,返回假;
3. 如果无向图的边数为n-1且不存在环,则是一棵树,返回真。
下面是该算法的C语言实现:
```c
#define MAX_VERTEX_NUM 100 // 最大顶点数
// 邻接表结构体定义
typedef struct ArcNode {
int adjvex; // 邻接点的下标
struct ArcNode *next; // 指向下一个邻接点的指针
} ArcNode;
typedef struct VNode {
char data; // 顶点数据
ArcNode *first; // 指向第一个邻接点的指针
} VNode, AdjList[MAX_VERTEX_NUM];
typedef struct {
AdjList vertices; // 邻接表
int vexnum, arcnum; // 顶点数和边数
} ALGraph;
// 初始化邻接表
void InitGraph(ALGraph *G, int n) {
G->vexnum = n;
G->arcnum = 0;
for (int i = 0; i < n; i++) {
G->vertices[i].data = 'A' + i; // 顶点数据从A开始递增
G->vertices[i].first = NULL; // 初始化每个邻接表为空
}
}
// 添加边
void AddEdge(ALGraph *G, int u, int v) {
ArcNode *p = (ArcNode *)malloc(sizeof(ArcNode)); // 创建一个新的邻接点
p->adjvex = v;
p->next = G->vertices[u].first;
G->vertices[u].first = p;
G->arcnum++; // 边数加1
}
// 判断无向图是否为树
bool IsTree(ALGraph *G) {
int n = G->vexnum;
int m = G->arcnum;
int visited[MAX_VERTEX_NUM];
memset(visited, 0, sizeof(visited)); // 初始化visited数组为0
// 判断边数是否为n-1
if (m != n - 1) {
return false;
}
// DFS遍历无向图,判断是否存在环
bool has_cycle = false;
for (int i = 0; i < n; i++) {
if (!visited[i]) {
int parent = -1;
has_cycle = DFS(G, i, visited, &parent);
if (has_cycle) {
break;
}
}
}
return !has_cycle;
}
// DFS遍历无向图,判断是否存在环
bool DFS(ALGraph *G, int u, int visited[], int *parent) {
visited[u] = 1; // 标记当前节点为已访问
// 遍历u的所有邻接点
ArcNode *p = G->vertices[u].first;
while (p) {
int v = p->adjvex;
if (!visited[v]) {
// 如果v未被访问过,则继续遍历v的邻接点
if (DFS(G, v, visited, &u)) {
return true;
}
} else if (v != *parent) {
// 如果v已被访问过,并且不是u的父节点,则说明存在环
return true;
}
p = p->next;
}
*parent = u; // 更新父节点为u
return false;
}
```
在上面的代码中,使用DFS算法遍历无向图,并判断是否存在环。visited数组用于标记节点是否已被访问,parent用于记录当前节点的父节点。如果遍历到一个已被访问过的节点,并且不是当前节点的父节点,则说明存在环。
最后,在主函数中调用IsTree函数即可判断无向图是否为一棵树。
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