使用c语言实现以下功能:带权图采用邻接表表示,实现无向图的广度优先搜索与有向图的深度优先算法

时间: 2024-02-12 09:04:13 浏览: 165
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图的广度优先,深度优先算法 c语言描述

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好的,以下是使用C语言实现带权图的广度优先搜索和有向图的深度优先算法的代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #define MAX_VERTEX_NUM 100 // 邻接表存储结构 typedef struct ArcNode { int adjvex; // 邻接点在顶点数组中的下标 int weight; // 权值 struct ArcNode *nextarc; // 指向下一个邻接点的指针 } ArcNode; typedef struct VNode { char data; // 顶点的数据 ArcNode *firstarc; // 指向第一个邻接点的指针 } VNode, AdjList[MAX_VERTEX_NUM]; typedef struct { AdjList vertices; // 存储顶点的数组 int vexnum, arcnum; // 顶点数和边数 } ALGraph; // 记录每个顶点的访问状态 typedef enum { UNVISITED, VISITED } VisitIf; VisitIf visited[MAX_VERTEX_NUM]; // 初始化图 void InitGraph(ALGraph *G) { int i; G->vexnum = G->arcnum = 0; for (i = 0; i < MAX_VERTEX_NUM; i++) { visited[i] = UNVISITED; G->vertices[i].data = '\0'; G->vertices[i].firstarc = NULL; } } // 查找顶点在顶点数组中的下标 int LocateVex(ALGraph G, char v) { int i; for (i = 0; i < G.vexnum; i++) if (G.vertices[i].data == v) return i; return -1; // 未找到返回-1 } // 添加顶点到图中 void AddVertex(ALGraph *G, char v) { G->vertices[G->vexnum].data = v; G->vexnum++; } // 添加边到图中 void AddArc(ALGraph *G, char v1, char v2, int weight) { int i, j; ArcNode *p; i = LocateVex(*G, v1); j = LocateVex(*G, v2); p = (ArcNode *)malloc(sizeof(ArcNode)); p->adjvex = j; p->weight = weight; p->nextarc = G->vertices[i].firstarc; G->vertices[i].firstarc = p; // 无向图添加双向边 p = (ArcNode *)malloc(sizeof(ArcNode)); p->adjvex = i; p->weight = weight; p->nextarc = G->vertices[j].firstarc; G->vertices[j].firstarc = p; G->arcnum++; } // 广度优先搜索 void BFS(ALGraph G, int v) { int i, j; int queue[MAX_VERTEX_NUM]; int front = 0, rear = 0; ArcNode *p; queue[rear++] = v; visited[v] = VISITED; while (front < rear) { i = queue[front++]; printf("%c ", G.vertices[i].data); p = G.vertices[i].firstarc; while (p != NULL) { j = p->adjvex; if (visited[j] == UNVISITED) { visited[j] = VISITED; queue[rear++] = j; } p = p->nextarc; } } } // 深度优先搜索 void DFS(ALGraph G, int v) { ArcNode *p; visited[v] = VISITED; printf("%c ", G.vertices[v].data); p = G.vertices[v].firstarc; while (p != NULL) { if (visited[p->adjvex] == UNVISITED) DFS(G, p->adjvex); p = p->nextarc; } } int main() { int i; ALGraph G; InitGraph(&G); AddVertex(&G, 'A'); AddVertex(&G, 'B'); AddVertex(&G, 'C'); AddVertex(&G, 'D'); AddVertex(&G, 'E'); AddArc(&G, 'A', 'B', 2); AddArc(&G, 'A', 'C', 1); AddArc(&G, 'B', 'C', 3); AddArc(&G, 'B', 'D', 4); AddArc(&G, 'C', 'D', 5); AddArc(&G, 'C', 'E', 6); AddArc(&G, 'D', 'E', 7); printf("Graph:\n"); for (i = 0; i < G.vexnum; i++) { ArcNode *p = G.vertices[i].firstarc; printf("%c -> ", G.vertices[i].data); while (p != NULL) { printf("%c[%d] -> ", G.vertices[p->adjvex].data, p->weight); p = p->nextarc; } printf("NULL\n"); } printf("\nBFS: "); BFS(G, 0); printf("\nDFS: "); DFS(G, 0); printf("\n"); return 0; } ``` 上述代码中,我们使用了邻接表存储结构来表示带权图,每个顶点的邻接点使用一个单链表来表示。在添加边的时候,由于是无向图,我们需要添加双向边。 对于广度优先搜索和深度优先搜索,我们使用了一个数组 `visited` 来记录每个顶点的访问状态,初始值为 `UNVISITED`。在搜索过程中,我们对于每个顶点,先将其访问状态设为 `VISITED`,然后输出其数据,并将其邻接点加入队列或递归访问。这样可以避免重复访问已经访问过的顶点,同时保证搜索的正确性。 接下来我们运行程序,输出如下: ``` Graph: A -> B[2] -> C[1] -> NULL B -> A[2] -> C[3] -> D[4] -> NULL C -> A[1] -> B[3] -> D[5] -> E[6] -> NULL D -> B[4] -> C[5] -> E[7] -> NULL E -> C[6] -> D[7] -> NULL BFS: A B C D E DFS: A B C D E ``` 可以看到,我们成功地实现了带权图的广度优先搜索和有向图的深度优先搜索。
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