C语言实现图的邻接表结构与深度优先搜索算法
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更新于2024-09-14
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"本文将介绍图的邻接表结构,这是一种高效存储图数据的方法,并将讨论与之相关的算法,如深度优先搜索(DFS),包括非递归和递归实现。此外,还包括图的创建、销毁及标记处理等功能。"
在计算机科学中,图是一种重要的数据结构,用于表示对象之间的关系。在实际应用中,如社交网络、网络路由等场景,图数据结构都发挥着关键作用。邻接表是图的一种高效存储方式,特别适合于稀疏图(边的数量远小于顶点数量的平方)。
邻接表由两部分组成:顶点向量和邻接点链表。在C语言中,我们可以定义以下结构:
1. `AdjListArcNode` 结构体表示邻接点,包含邻接点的序号 `adjVexNum`、指向下一个邻接点的指针 `next` 以及可选的附加信息 `info`。
2. `HeadVexNode` 结构体代表图中的顶点,存储顶点的数据 `data` 和指向该顶点的第一个邻接点的指针 `firstArc`。
3. `AdjListGraph` 结构体定义了整个图,包含顶点向量 `vertex`(由 `HeadVexNode` 组成)以及顶点数 `vexNum` 和弧数 `arcNum`。
`CreateAdjListGraph` 函数用于初始化一个空的邻接表图,可以添加顶点和边。`DestroyGraph` 函数则负责释放图所占用的内存,确保资源的有效管理。
深度优先搜索(DFS)是一种遍历或搜索树或图的算法,从起点开始,沿着树的深度方向向下探索,直到访问到所有可达节点。文中提到了两种DFS的实现:非递归和递归。`NonRecursiveDFSGraph` 和 `RecursiveDFSGraph` 分别执行这两个版本的DFS。它们通过标记(`Tag` 数组)来跟踪已访问过的顶点,避免重复访问。
非递归DFS通常使用栈来保存待访问的顶点,而递归DFS则直接利用函数调用栈进行遍历。两者都能有效地遍历图的所有顶点,但递归实现可能在处理大规模图时导致调用栈溢出。
这个资源提供了关于图的邻接表结构及其操作的详细实现,包括图的创建、销毁、深度优先搜索等核心功能。对于理解和实现图算法的初学者来说,这是一个非常有价值的参考资料。
2018-11-05 上传
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布白有墨
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