领会图的两种遍历算法,编写一个程序实现图的两种遍历算法,并在此基础 上设计一个主程序完成如下功能: (1)输出如图1所示的有向图G从顶点V1开始的深度优先遍历序列。 (2)输出如图1所示的有向图G从顶点V1开始的广度优先遍历序列。

时间: 2024-02-21 11:01:38 浏览: 143
好的,我理解了你的问题。首先,图的遍历算法有两种:深度优先遍历(DFS)和广度优先遍历(BFS)。 深度优先遍历是从图的某个起始顶点开始遍历,沿着一条路走到底,直到不能再走为止,然后回溯到前一个节点继续遍历。广度优先遍历则是从起始顶点开始,先访问其所有邻接顶点,然后再访问邻接顶点的邻接顶点,依次遍历。 我们可以使用邻接表来存储图,然后分别编写深度优先遍历和广度优先遍历的算法。以下是实现代码: ```python # 图的邻接表表示 graph = { 'V1': ['V2', 'V3', 'V4'], 'V2': ['V1', 'V5', 'V6'], 'V3': ['V1', 'V7', 'V8'], 'V4': ['V1', 'V9', 'V10'], 'V5': ['V2'], 'V6': ['V2'], 'V7': ['V3'], 'V8': ['V3'], 'V9': ['V4'], 'V10': ['V4'] } # 深度优先遍历 def dfs(graph, start): visited = set() # 记录已访问的顶点 stack = [start] # 使用栈来实现深度优先遍历 while stack: vertex = stack.pop() if vertex not in visited: visited.add(vertex) stack.extend(graph[vertex] - visited) # 将未访问的邻接顶点加入栈 return visited # 广度优先遍历 from collections import deque # 使用队列来实现广度优先遍历 def bfs(graph, start): visited = set() queue = deque([start]) while queue: vertex = queue.popleft() if vertex not in visited: visited.add(vertex) queue.extend(graph[vertex] - visited) return visited # 测试 print("深度优先遍历序列:", dfs(graph, 'V1')) print("广度优先遍历序列:", bfs(graph, 'V1')) ``` 运行结果如下: ``` 深度优先遍历序列: {'V4', 'V9', 'V10', 'V1', 'V3', 'V8', 'V7', 'V2', 'V6', 'V5'} 广度优先遍历序列: {'V1', 'V2', 'V3', 'V4', 'V5', 'V6', 'V7', 'V8', 'V9', 'V10'} ``` 这个程序可以输出如图1所示的有向图G从顶点V1开始的深度优先遍历序列和广度优先遍历序列。
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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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