邻接矩阵表示法是一种图的表示方法,其中每个顶点都有一个唯一的索引,而每条边则由两个顶点之间的连接确定。深度优先遍历(DFS)和广度优先遍历(BFS)是两种常用的图遍历算法。
1. 深度优先遍历(DFS):
深度优先遍历从根节点开始,沿着一条路径尽可能深入地访问节点,直到到达叶子节点。然后回溯到上一个节点,继续访问其他未访问过的节点。这个过程一直持续到所有节点都被访问过为止。
在邻接矩阵表示法中,可以使用递归或栈来实现深度优先遍历。以下是使用栈实现的示例代码:
代码语言:javascript复制#include <iostream>
#include <stack>
using namespace std;
void dfs(int matrix[][4], int start, bool visited[]) {
stack<int> s;
s.push(start);
visited[start] = true;
while (!s.empty()) {
int node = s.top();
s.pop();
cout << node << " ";
for (int i = 0; i < 4; i ) {
if (matrix[node][i] == 1 && !visited[i]) {
s.push(i);
visited[i] = true;
}
}
}
}
int main() {
int matrix[4][4] = {
{0, 1, 1, 0},
{1, 0, 0, 1},
{1, 0, 0, 1},
{0, 1, 1, 0}
};
bool visited[4] = {false};
dfs(matrix, 0, visited);
return 0;
}
2. 广度优先遍历(BFS):
广度优先遍历从根节点开始,首先访问所有与根节点直接相连的节点,然后再访问这些节点的邻居节点,以此类推。这个过程一直持续到所有节点都被访问过为止。
在邻接矩阵表示法中,可以使用队列来实现广度优先遍历。以下是使用队列实现的示例代码:
代码语言:javascript复制#include <iostream>
#include <queue>
using namespace std;
void bfs(int matrix[][4], int start, bool visited[]) {
queue<int> q;
q.push(start);
visited[start] = true;
while (!q.empty()) {
int node = q.front();
q.pop();
cout << node << " ";
for (int i = 0; i < 4; i ) {
if (matrix[node][i] == 1 && !visited[i]) {
q.push(i);
visited[i] = true;
}
}
}
}
int main() {
int matrix[4][4] = {
{0, 1, 1, 0},
{1, 0, 0, 1},
{1, 0, 0, 1},
{0, 1, 1, 0}
};
bool visited[4] = {false};
bfs(matrix, 0, visited);
return 0;
}
3. 邻接矩阵表示 深度遍历 广度遍历
代码如下:
代码语言:javascript复制#include <iostream>
#include <stack>
#include <queue>
using namespace std;
#define MaxInt 32767
#define MVNum 100
typedef char VerTexType;
typedef int ArcType;
//邻接矩阵
typedef struct {
VerTexType vexs[MVNum]; /*存储顶点元素*/
ArcType arcs[MVNum][MVNum];
/*各顶点之间的关系或权值*/
int vexnum, arcnum; /*顶点数,边(或弧)的个数*/
}MGraph;
int visited[MVNum];
int visitedBFS[MVNum];
stack<VerTexType> mystack;
queue<VerTexType> myqueue;
//函数声明
void PrintVisited();
int LocateVex(MGraph& G, VerTexType v); //函数定义
void CreateMGraph(MGraph& G);
void DFS(MGraph& G, VerTexType v);
void BFS(MGraph& G, VerTexType v);
void TestDemoGraph();
//函数定义
void CreateMGraph(MGraph& G) {
int i = 0, j = 0, k = 0;
cout << "输入顶点个数:";
cin >> G.vexnum;
cout << "输入边的个数:";
cin >> G.arcnum;
for (i = 0; i < G.vexnum; i ) {
cout << "输入第" << i 1 << "个顶点的名称:";
cin >> G.vexs[i];
}
for (i = 0; i < G.vexnum; i) //初始化邻接矩阵,
for (j = 0; j < G.vexnum; j)
G.arcs[i][j] = 0;
cout << "输入边依附的顶点 ,如 a b " << endl;
VerTexType v1, v2;
for (k = 0; k < G.arcnum; k) { //构造邻接矩阵
cout << "请输入第" << (k 1) << "条边依附的顶点及权值:";
cin >> v1 >> v2; //输入一条边依附的顶点及权值
i = LocateVex(G, v1); //函数调用
j = LocateVex(G, v2); //确定v1和v2在G中的位置,即顶点数组的下标
if (i == -1 || j == -1) {
cout << "顶点名称错误" << endl;
k--;
continue;
}
G.arcs[i][j] = 1; //边<v1, v2>的值为1
G.arcs[j][i] = G.arcs[i][j]; //置<v1, v2>的对称边<v2, v1>的权值为w
}//for
}
int LocateVex(MGraph& G, VerTexType v) { //函数定义
//确定点v在G中的位置
for (int i = 0; i < G.vexnum; i)
if (G.vexs[i] == v)
return i;
return -1;
}//LocateVex
void PrintVexArc(MGraph& G) {
int i = 0, j = 0;
cout << "顶点列表:" << endl;
for (i = 0; i < G.vexnum; i ) {
cout << "t" << G.vexs[i];
}
cout << endl << "邻接矩阵:" << endl;
for (i = 0; i < G.vexnum; i ) {
for (j = 0; j < G.vexnum; j ) {
cout << "t" << G.arcs[i][j];
}
cout << endl;
}
}
void PrintVisited() {
for (int i = 0; i < 6; i ) cout << visited[i] << "t"; cout << endl;
}
void PrintVisitedBFS() {
for (int i = 0; i < 6; i ) cout << visitedBFS[i] << "t"; cout << endl;
}
void DFS(MGraph& G, VerTexType v) { //从v点开始深度遍历
int index = LocateVex(G, v);
if (index == -1) {
cout << "没有这个结点" << v << endl;
return;
}
if (visited[index] == 1) { //已经访问过了,就返回。
return;
}
//没有访问过,直接标记访问,操作,没有访问过的邻接点入栈
visited[index] = 1; //标记当前结点已经访问过了
cout << v << "t"; //访问当前结点V,对该结点进行操作,直接输出。
PrintVisited();
int j = 0;
for (j = G.vexnum; j >= 0; j--) {
if (G.arcs[index][j] == 1 && visited[j] == 0) {
mystack.push(G.vexs[j]);
}
}
while (!mystack.empty()) {
VerTexType vex = mystack.top();
mystack.pop();
DFS(G, vex);
}
}
void BFS(MGraph& G, VerTexType v) { //从v点开始广度遍历
int index = LocateVex(G, v);
if (index == -1) {
cout << "没有这个结点" << v << endl;
return;
}
if (visitedBFS[index] == 1) {
return;
}
//没有被访问过,
visitedBFS[index] = 1;
cout << v << "t";
PrintVisitedBFS();
for (int i = 0; i < G.vexnum; i ) {
if (G.arcs[index][i] == 1 && visitedBFS[i] == 0) {
// cout<<"["<<index<<"]["<<i<<"]="<<G.vexs[i]<<endl;
myqueue.push(G.vexs[i]);
}
}
while (!myqueue.empty()) {
VerTexType vex = myqueue.front();
myqueue.pop();
//cout<<"pop-->"<<vex<<endl;
BFS(G, vex);
}
}
void TestDemoGraph() {
MGraph G;
CreateMGraph(G);
PrintVexArc(G);
cout << "DFS--->" << endl;
DFS(G, 'b');
cout << "BFS--->" << endl;
BFS(G, 'b');
}
int main()
{
TestDemoGraph();
return 0;
}
/*
6
8
a
b
c
d
e
f
ab
af
ae
bc
bd
fd
ed
cd
*/
运行结果:
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