第七章图
7.4 有向无环图及应用
一AOV网、AOE网
二AOV网与拓扑排序
三AOE网与关键路径
一AOV 网、AOE 网
有向无环图:没有回路的有向图
许多应用问题可用有向无环图来表示和求解。例如:各种流程:工程流程、生产过程中各道工序的流程、程序流程、课程的流程
常用的两种有向图是:AOV 网,AOE 网
1 AOV 网( activity on vertex net )
用顶点表示活动,边表示活动的顺序关系的有向图称为AOV 网
例1 某工程可分为V0、V1、V2、V3、V4、V5、V6 7个子工程,工程流程可用如下AOV 网表示。其中顶点:表示子工程(也称活动),孤:表示子工程间的顺序关系。V0V3V2
V5
2 AOE 网( activity on edge net )
用边表示活动,顶点表示事件的有向图称为AOE 网。事件发生表示以该事件为起点的活动可以开始,以该事件为终点的活动已经结束。
例1中的工程流程用AOE 网表示,如下图所示。其中a 0 a 1 a 2 a 3 a 4
a 5 a 6分别表示例1中的7个子工程V0、V1、V2、V3、V4、V5、V6。a 7 a 8
是为能正确的表示子工程的流程人为添加的两个工期为0(天)的子工程
。按AOE 网表示的子工程的流程,
a 0结束,a 2可以开始,a 0 a 1
结束,a 3 a 4
可以开始…,与用AOV 网所表示的流程是一样的。
V 6
V 5
V 1V 4
V 3
V 2V 7V 8a 0
a 2a 5
a 1
a 4
a 3
a 6a 7
a 8
V0V3V6
V2
V5V4
V1
AOV 网AOE 网
二AOV 网与拓扑排序
对工程问题,人们至少关心如下两类问题:
1)工程能否顺序进行,即工程流程是否“合理”
2)完成整项工程至少需要多少时间,哪些子工程是影响工程进度的关键子工程?
为求解工程流程是否“合理”,通常用AOV 网的有向图表示工程流程
例1 某工程可分为V0、V1、V2、V3、V4、V5、V6 7个子工程,工程流程可用如下AOV 网表示。其中顶点:表示子工程(也称活动),孤:表示子工程间的顺序关系。
V0V3V6
V2
V5V4
V1
例2 课程流程图
某校计算机专业课程流程可AOV网表示。其中顶点:表示课程(也称活动),孤:表示课程间的先修关系;(见课本p181 图7.27)
1拓扑排序
问题:
若某工程只有一个施工队,一次只能干一件子工程,工程负责人应如何安排施工计划?
若某在职学生一学期只能修一门课,他怎样为自己安排学习计划?
如何安排施工计划?
如何安排学习计划?
7.4 有向无环图的应用
一个可行的施工计划为:V0,V1,V2, V4,V3,V5,V6,
一个可行的学习计划为:C1,C9,C4,C2,C10,C11,C12,C3,C6,C5,C7,C8可行的计划的特点:若在流程图中顶点v 是顶点u 的前趋,则在计划序列中顶点v 也是u 的前趋。
V0
V3
V6
V2
V5
V4V1
拓扑排序
顶点活动的网:用顶点表示活动,用弧表示活动优先关系的有向图。在网中,如果从顶点i到顶点j有一条有向路径,则称i是j的前趋,j是i的后继。若是网中的一条弧,则i是j的直接前趋,j是i的直接后继。
在AOV-网中,不应存在环,因为某项活动不应以它自己为先决条件,因此对于给定的AOV-网,应先判断它是否存在环,检测的办法是对有向图构造其顶点的拓扑有序序列。
拓扑有序序列:假设AOV-网G中的顶点所构成的有序序列T= ( 1,… i,…,n)满足以下条件:
1、AOV-网的优先关系与序列所反映的先后关系一致;
2、AOV-网中无优先关系的顶点也赋予了一定的先后关系。
7.4 有向无环图的应用
拓扑序列:有向图D的一个顶点序列称作一个拓扑序列,如果该序列中任两顶点v 、u ,若在D中v是u前趋,则在序列中v也是u前趋。
拓扑排序:就是将有向图中顶点排成拓扑序列。
拓扑排序的应用
例1 安排施工计划(如上)
例2 判断工程流程的是否合理
工程流程是否合理?至少要看表示工程流程AOV网是否存在“死循环”,用图论的术语就是AOV网(有向图)是否存在有向回路。若存在有向回路,显然工程流程不合理。
如何判断AOV网(有向图)是否存在有向回路?
有这样的结论:AOV网(有向图)不存在有向回路当且仅当能对AOV网进行拓扑排序。
何谓“拓扑排序”?
对有向图进行如下操作:
按照有向图给出的次序关系,将图中顶点排成一个线性序列,对于有向图中没有限定次序关系的顶点,则可以人为加上任意的次序关系。
例如:对于下列有向图
B
D
A
C
可求得拓扑有序序列:
A B C D 或 A C B D
由此所得顶点的线性序列称之为拓扑有序序列
反之,对于下列有向图
B
D
A
C
不能求得它的拓扑有序序列。因为图中存在一个回路{B, C, D}
如何进行拓扑排序?
一、从有向图中选取一个没有前驱
的顶点,并输出之;
二、从有向图中删去此顶点以及所
有以它为尾的弧;
重复上述两步,直至图空,或者图不空但找不到无前驱的顶点为止。
7.4 有向无环图的应用
2 拓扑排序方法:
1)在有向图选一无前趋的顶点v ,输出;2)从有向图中删除v 及以v 为尾的孤;
3)重复1、2、直接全部输出全部顶点或有向图中不存在无前趋顶点;例:V0,V1,V2,V3,V4,V5,V6
V0V3V6
V2
V5V4
V1
如何计算机上实现
对有向图的拓扑排序?
a b c
g
h
d
f
e
a b h c d g f e
在算法中需要用定量的描述替代定性的概念没有前驱的顶点≡≡入度为零的顶点
删除顶点及以它为尾的弧≡≡弧头顶点的入度减1
3 拓扑排序算法
1)为实现有向图的拓扑排序,我们给出拓扑排序方法的另一种描述:拓扑排序方法(的等价描述)
(1)选择一入度为0顶点v,输出;
(2)将v邻接到的顶点的入度减1;
(3)重复1、2 直到输出全部顶点或有向图没有入度为0的顶点;2)拓扑排序过程中涉及的数据和操作:
数据:有向图,顶点的入度;
操作:(1)选择一入度为0顶点v,输出;
(2)将v邻接到的顶点u 的入度减1;
3)为算法的有关数据选择设计存储结构(1)ALGraph G 邻接表:存储有向图
V1V4V7
V3
V6V5
V2
D.vertices D.vexnum D.arcnu D.kind
V1V2V3V4V5V6V7n e
DG
1
2
34
56
24
5633455
6
V0V3V6
V2
V5V4V10123456indegree 0012232S.base 6
5432101
S.top (2) Int indegree[ ] 整型数组:存储顶点的入度:
(3) Int S[ ] 整数栈:用于存储入度为0的顶点的编号(也是顶点在邻接表顶点数组中的位置)
存储顶点的入度的
数组
存储入度为0的顶
点的栈
初始时,只有v0,v1
两顶点的入度为0
4)拓扑排序算法
Status TopologicalSort(ALGraph G) {//有向图G 采用邻接表存储结构。
//若G 无回路,则输出G 的顶点的一个拓扑序列并返回OK ,否则ERROR 。FindInDegree(G, indegree); //求各顶点入度indegree[0..vernum-1]InitStack(S);
For(i=0; i if (! Indegree[i]) Push(S, i); //入度为0顶点的编号进栈 0123456indegree 0 012232S.base 6 5 4 32 101 S.top V1V4V7 V3V6V5V2 count=0; //对输出顶点计数 while(! StackEmpty(S)){ Pop(S, i); //从零入度顶点栈S 栈顶,获得一入度为零的顶点i printf(i, G. vertices[i].date); ++count; //输出i号顶点的数据,并计数 for (p=G. vertices[i]. firstarc; p; p=p->nextarc) { k=p->adjvex; if (!(--indegree[k])) Push(S, k); //对i号顶点邻接到的 //每个顶点入度减1,若入度减为0,则入栈 }//for }//while if (count else return OK; }//TopologicalSort 数学与计算机学院 课程设计说明书 课程名称: 数据结构与算法课程设计 课程代码: 6014389 题目: 图的遍历和生成树求解实现 年级/专业/班: 学生姓名: 学号: 开始时间: 2012 年 12 月 09 日 完成时间: 2012 年 12 月 26 日 课程设计成绩: 指导教师签名:年月日 目录 摘要 (3) 引言 (4) 1 需求分析 (5) 1.1任务与分析 (5) 1.2测试数据 (5) 2 概要设计 (5) 2.1 ADT描述 (5) 2.2程序模块结构 (7) 软件结构设计: (7) 2.3各功能模块 (7) 3 详细设计 (8) 3.1结构体定义 (19) 3.2 初始化 (22) 3.3 插入操作(四号黑体) (22) 4 调试分析 (22) 5 用户使用说明 (23) 6 测试结果 (24) 结论 (26) 摘要 《数据结构》课程主要介绍最常用的数据结构,阐明各种数据结构内在的逻辑关系,讨论其在计算机中的存储表示,以及在其上进行各种运算时的实现算法,并对算法的效率进行简单的分析和讨论。进行数据结构课程设计要达到以下目的: ?了解并掌握数据结构与算法的设计方法,具备初步的独立分析和设计能力; ?初步掌握软件开发过程的问题分析、系统设计、程序编码、测试等基本方法和技能; ?提高综合运用所学的理论知识和方法独立分析和解决问题的能力; 训练用系统的观点和软件开发一般规范进行软件开发,培养软件工作者所应具备的科学的工作方法和作风。 这次课程设计我们主要是应用以前学习的数据结构与面向对象程序设计知识,结合起来才完成了这个程序。 因为图是一种较线形表和树更为复杂的数据结构。在线形表中,数据元素之间仅有线性关系,每个元素只有一个直接前驱和一个直接后继,并且在图形结构中,节点之间的关系可以是任意的,图中任意两个数据元素之间都可能相关。因此,本程序是采用邻接矩阵、邻接表、十字链表等多种结构存储来实现对图的存储。采用邻接矩阵即为数组表示法,邻接表和十字链表都是图的一种链式存储结构。对图的遍历分别采用了广度优先遍历和深度优先遍历。 关键词:计算机;图;算法。 数据结构实验报告 实验:图的遍历 一、实验目的: 1、理解并掌握图的逻辑结构和物理结构——邻接矩阵、邻接表 2、掌握图的构造方法 3、掌握图的邻接矩阵、邻接表存储方式下基本操作的实现算法 4、掌握图的深度优先遍历和广度优先原理 二、实验内容: 1、输入顶点数、边数、每个顶点的值以及每一条边的信息,构造一个无向图G,并用邻接矩阵存储改图。 2、输入顶点数、边数、每个顶点的值以及每一条边的信息,构造一个无向图G,并用邻接表存储该图 3、深度优先遍历第一步中构造的图G,输出得到的节点序列 4、广度优先遍历第一部中构造的图G,输出得到的节点序列 三、实验要求: 1、无向图中的相关信息要从终端以正确的方式输入; 2、具体的输入和输出格式不限; 3、算法要具有较好的健壮性,对错误操作要做适当处理; 4、程序算法作简短的文字注释。 四、程序实现及结果: 1、邻接矩阵: #include 第七章图:习题 习题 一、选择题 1.设完全无向图的顶点个数为n,则该图有( )条边。 A. n-l B. n(n-l)/2 C.n(n+l)/2 D. n(n-l) 2.在一个无向图中,所有顶点的度数之和等于所有边数的( )倍。 A.3 B.2 C.1 D.1/2 3.有向图的一个顶点的度为该顶点的( )。 A.入度 B. 出度 C.入度与出度之和 D.(入度+出度)/2 4.在无向图G (V,E)中,如果图中任意两个顶点vi、vj (vi、vj∈V,vi≠vj)都的,则称该图是( )。 A.强连通图 B.连通图 C.非连通图 D.非强连通图 5.若采用邻接矩阵存储具有n个顶点的一个无向图,则该邻接矩阵是一个( )。 A.上三角矩阵 B.稀疏矩阵 C.对角矩阵 D.对称矩阵 6.若采用邻接矩阵存储具有n个顶点的一个有向图,顶点vi的出度等于邻接矩阵 A.第i列元素之和 B.第i行元素之和减去第i列元素之和 C.第i行元素之和 D.第i行元素之和加上第i列元素之和 7.对于具有e条边的无向图,它的邻接表中有( )个边结点。 A.e-l B.e C.2(e-l) D. 2e 8.对于含有n个顶点和e条边的无向连通图,利用普里姆Prim算法产生最小生成时间复杂性为( ),利用克鲁斯卡尔Kruskal算法产生最小生成树(假设边已经按权的次序排序),其时间复杂性为( )。 A. O(n2) B. O(n*e) C. O(n*logn) D.O(e) 9.对于一个具有n个顶点和e条边的有向图,拓扑排序总的时间花费为O( ) A.n B.n+l C.n-l D.n+e 10.在一个带权连通图G中,权值最小的边一定包含在G的( )生成树中。 A.最小 B.任何 C.广度优先 D.深度优先 二、填空题 1.在一个具有n个顶点的无向完全图中,包含有____条边;在一个具有n个有向完全图中,包含有____条边。 2.对于无向图,顶点vi的度等于其邻接矩阵____ 的元素之和。 3.对于一个具有n个顶点和e条边的无向图,在其邻接表中,含有____个边对于一个具有n个顶点和e条边的有向图,在其邻接表中,含有_______个弧结点。 4.十字链表是有向图的另一种链式存储结构,实际上是将_______和_______结合起来的一种链表。 5.在构造最小生成树时,克鲁斯卡尔算法是一种按_______的次序选择合适的边来构造最小生成树的方法;普里姆算法是按逐个将_______的方式来构造最小生成树的另一种方法。 6.对用邻接表表示的图进行深度优先遍历时,其时间复杂度为一;对用邻接表表示的图进行广度优先遍历时,其时间复杂度为_______。 7.对于一个具有n个顶点和e条边的连通图,其生成树中的顶点数为_______ ,边数为_______。 8.在执行拓扑排序的过程中,当某个顶点的入度为零时,就将此顶点输出,同时将该顶点的所有后继顶点的入度减1。为了避免重复检测顶点的入度是否为零,需要设立一个____来存放入度为零的顶点。 一、定义与术语 图:无序数据结构 基本构成:1.边集(Edge ):a. 有向图,有向边 数据结构实验---图的储存与遍历 学号: 姓名: 实验日期: 2016.1.7 实验名称: 图的存贮与遍历 一、实验目的 掌握图这种复杂的非线性结构的邻接矩阵和邻接表的存储表示,以及在此两种常用存储方式下深度优先遍历(DFS)和广度优先遍历(BFS)操作的实现。 二、实验内容与实验步骤 题目1:对以邻接矩阵为存储结构的图进行DFS 和BFS 遍历 问题描述:以邻接矩阵为图的存储结构,实现图的DFS 和BFS 遍历。 基本要求:建立一个图的邻接矩阵表示,输出顶点的一种DFS 和BFS 序列。 测试数据:如图所示 题目2:对以邻接表为存储结构的图进行DFS 和BFS 遍历 问题描述:以邻接表为图的存储结构,实现图的DFS 和BFS 遍历。 基本要求:建立一个图的邻接表存贮,输出顶点的一种DFS 和BFS 序列。 测试数据:如图所示 V0 V1 V2 V3 V4 三、附录: 在此贴上调试好的程序。 #include #define M 100 typedef struct node { char vex[M][2]; int edge[M ][ M ]; int n,e; }Graph; int visited[M]; Graph *Create_Graph() { Graph *GA; int i,j,k,w; GA=(Graph*)malloc(sizeof(Graph)); printf ("请输入矩阵的顶点数和边数(用逗号隔开):\n"); scanf("%d,%d",&GA->n,&GA->e); printf ("请输入矩阵顶点信息:\n"); for(i = 0;i /* *题目:编写按键盘输入的数据建立图的邻接矩阵存储 * 编写图的深度优先遍历程序 * 编写图的广度优先遍历程序 * 设计一个选择式菜单形式如下: * 图子系统 * *********************************** * * 1------更新邻接矩阵* * * 2------深度优先遍历* * * 3------广度优先遍历* * * 0------ 返回* * *********************************** * 请选择菜单号(0--3): */ #include 第8章 图 8-1 画出1个顶点、2个顶点、3个顶点、4个顶点和5个顶点的无向完全图。试证明在n 个顶点的无向完全图中,边的条数为n(n-1)/2。 【解答】 【证明】 在有n 个顶点的无向完全图中,每一个顶点都有一条边与其它某一顶点相连,所以每一个顶点有 n-1条边与其他n-1个顶点相连,总计n 个顶点有n(n-1)条边。但在无向图中,顶点i 到顶点j 与顶点j 到顶点i 是同一条边,所以总共有n(n-1)/2条边。 8-2 右边的有向图是强连通的吗?请列出所有的简单路径。 【解答】 点,它不是强连通的有向图。各个顶点自成强连通分量。 所谓简单路径是指该路径上没有重复的顶点。 从顶点A 出发,到其他的各个顶点的简单路径有A →B ,A →D →B ,A →B →C ,A →D →B →C ,A →D ,A →B →E ,A →D →E ,A →D →B →E ,A →B →C →F →E ,A →D →B →C →F →E ,A →B →C →F ,A 1个顶点的 无向完全图 2个顶点的 无向完全图 3个顶点的 无向完全图 4个顶点的 无向完全图 5个顶点的 无向完全图 A D ????????? ?????? ?????=01 00000001001010000 010*********Edge →D →B →C →F 。 从顶点B 出发,到其他各个顶点的简单路径有B →C ,B →C →F ,B →E ,B →C →F →E 。 从顶点C 出发,到其他各个顶点的简单路径有C →F ,C →F →E 。 从顶点D 出发,到其他各个顶点的简单路径有D →B ,D →B →C ,D →B →C →F ,D →E ,D →B →E ,D →B →C →F →E 。 从顶点E 出发,到其他各个顶点的简单路径无。 从顶点F 出发,到其他各个顶点的简单路径有F →E 。 8-3 给出右图的邻接矩阵、邻接表和邻接多重表表示。 【解答】 (1) 邻接矩阵 A D #include"stdlib.h" #include"stdio.h" #include"malloc.h" #define INFINITY 32767 #define MAX_VERTEX_NUM 20 typedef enum{FALSE,TRUE}visited_hc; typedef enum{DG,DN,UDG,UDN}graphkind_hc; typedef struct arccell_hc {int adj; int*info; }arccell_hc,adjmatrix_hc[MAX_VERTEX_NUM][MAX_VERTEX_NUM]; typedef struct {char vexs[MAX_VERTEX_NUM]; adjmatrix_hc arcs; int vexnum,arcnum; graphkind_hc kind; }mgraph_hc; typedef struct arcnode_hc {int adjvex; struct arcnode_hc *nextarc; int*info; }arcnode_hc; typedef struct vnode_hc {char data; arcnode_hc *firstarc; }vnode_hc,adjlist_hc[MAX_VERTEX_NUM]; typedef struct {adjlist_hc vertices; int vexnum,arcnum; graphkind_hc kind; }algraph_hc; int locatevex_hc(mgraph_hc*g,char v) {int i,k=0; for(i=0;i ##大学 数据结构课程设计报告题目:图的遍历和生成树求解 院(系):计算机工程学院 学生: 班级:学号: 起迄日期: 2011.6.20 指导教师: 2010—2011年度第 2 学期 一、需求分析 1.问题描述: 图的遍历和生成树求解实现 图是一种较线性表和树更为复杂的数据结构。在线性表中,数据元素之间仅有线性关系,每个数据元素只有一个直接前驱和一个直接后继;在树形结构中,数据元素之间有着明显的层次关系,并且每一层上的数据元素可能和下一层中多个元素(及其孩子结点)相关但只能和上一层中一个元素(即双亲结点)相关;而在图形结构中,节点之间的关系可以是任意的,图中任意两个数据元素之间都可能相关。 生成树求解主要利用普利姆和克雷斯特算法求解最小生成树,只有强连通图才有生成树。 2.基本功能 1) 先任意创建一个图; 2) 图的DFS,BFS的递归和非递归算法的实现 3) 最小生成树(两个算法)的实现,求连通分量的实现 4) 要求用邻接矩阵、邻接表等多种结构存储实现 3.输入输出 输入数据类型为整型和字符型,输出为整型和字符 二、概要设计 1.设计思路: a.图的邻接矩阵存储:根据所建无向图的结点数n,建立n*n的矩阵,其中元素全是无穷大(int_max),再将边的信息存到数组中。其中无权图的边用1表示,无边用0表示;有全图的边为权值表示,无边用∞表示。 b.图的邻接表存储:将信息通过邻接矩阵转换到邻接表中,即将邻接矩阵的每一行都转成链表的形式将有边的结点进行存储。 c.图的广度优先遍历:假设从图中的某个顶点v出发,在访问了v之后依次访问v的各个未曾访问过的邻接点,然后再访问此邻接点的未被访问的邻接点,并使“先被访问的顶点的邻接点”先于“后被访问的顶点的邻接点”被访问,直至图中所有已被访问的顶点的邻接点都被访问到。若此时图中还有未被访问的,则另选未被访问的重复以上步骤,是一个非递归过程。 d.图的深度优先遍历:假设从图中某顶点v出发,依依次访问v的邻接顶点,然后再继续访问这个邻接点的系一个邻接点,如此重复,直至所有的点都被访问,这是个递归的过程。 e.图的连通分量:这是对一个非强连通图的遍历,从多个结点出发进行搜索,而每一次从一个新的起始点出发进行搜索过程中得到的顶点访问序列恰为其连通分量的顶点集。本程序利用的图的深度优先遍历算法。 2.数据结构设计: ADT Queue{ 数据对象:D={a i | a i ∈ElemSet,i=1,2,3……,n,n≥0} 数据关系:R1={| a i-1 ,a i ∈D,i=1,2,3,……,n} 基本操作: InitQueue(&Q) 操作结果:构造一个空队列Q。 QueueEmpty(Q) 初始条件:Q为非空队列。 操作结果:若Q为空队列,则返回真,否则为假。 EnQueue(&Q,e) 初始条件:Q为非空队列。 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 实验项目名称:图的遍历 一、实验目的 应用所学的知识分析问题、解决问题,学会用建立图并对其进行遍历,提高实际编程能力及程序调试能力。 二、实验容 问题描述:建立有向图,并用深度优先搜索和广度优先搜素。输入图中节点的个数和边的个数,能够打印出用邻接表或邻接矩阵表示的图的储存结构。 三、实验仪器与设备 计算机,Code::Blocks。 四、实验原理 用邻接表存储一个图,递归方法深度搜索和用队列进行广度搜索,并输出遍历的结果。 五、实验程序及结果 #define INFINITY 10000 /*无穷大*/ #define MAX_VERTEX_NUM 40 #define MAX 40 #include typedef struct ArCell{ int adj; }ArCell,AdjMatrix[MAX_VERTEX_NUM][MAX_VERTEX_NUM]; typedef struct { char name[20]; }infotype; typedef struct { infotype vexs[MAX_VERTEX_NUM]; AdjMatrix arcs; int vexnum,arcnum; }MGraph; int LocateVex(MGraph *G,char* v) { int c = -1,i; for(i=0;i 实验四图的存储、遍历与应用姓名:班级: 学号:日期:一、实验目的: 二、实验内容: 三、基本思想,原理和算法描述: 四、源程序: (1)邻接矩阵的存储: #include 一、实验目的 掌握图这种复杂的非线性结构的邻接矩阵和邻接表的存储表示,以及在此两种常用存储方式下深度优先遍历(DFS)和广度优先遍历(BFS)操作的实现。 二、实验内容与实验步骤 题目1:对以邻接矩阵为存储结构的图进行DFS 和BFS 遍历 问题描述:以邻接矩阵为图的存储结构,实现图的DFS 和BFS 遍历。 基本要求:建立一个图的邻接矩阵表示,输出顶点的一种DFS 和BFS 序列。 测试数据:如图所示 题目2:对以邻接表为存储结构的图进行DFS 和BFS 遍历 问题描述:以邻接表为图的存储结构,实现图的DFS 和BFS 遍历。 基本要求:建立一个图的邻接表存贮,输出顶点的一种DFS 和BFS 序列。 测试数据:如图所示 三、附录: 在此贴上调试好的程序。 #include #define M 100 typedef struct node { char vex[M][2]; int edge[M ][ M ]; int n,e; }Graph; int visited[M]; Graph *Create_Graph() { Graph *GA; int i,j,k,w; GA=(Graph*)malloc(sizeof(Graph)); printf ("请输入矩阵的顶点数和边数(用逗号隔开):\n"); scanf("%d,%d",&GA->n,&GA->e); printf ("请输入矩阵顶点信息:\n"); for(i = 0;i #include 实验七图的创建与遍历 实验目的: 通过上机实验进一步掌握图的存储结构及基本操作的实现。 实验内容与要求: 要求: ⑴能根据输入的顶点、边/弧的信息建立图; ⑵实现图中顶点、边/弧的插入、删除; ⑶实现对该图的深度优先遍历; ⑷实现对该图的广度优先遍历。 备注:单号基于邻接矩阵,双号基于邻接表存储结构实现上述操作。算法设计: #include 实验六图的应用及其实现 (相关知识点:拓扑排序、关键路径、最小生成树和最短路径) 一、实验目的 1.进一步功固图常用的存储结构。 2.熟练掌握在图的邻接表实现图的基本操作。 3.理解掌握AOV网、AOE网在邻接表上的实现以及解决简单的应用问题。 二、实验内容 一>.基础题目:(本类题目属于验证性的,要求学生独立完成) [题目一]:从键盘上输入AOV网的顶点和有向边的信息,建立其邻接表存储结构,然后对该图拓扑排序,并输出拓扑序列. 试设计程序实现上述AOV网的类型定义和基本操作,完成上述功能。 测试数据:教材图7.28 [题目二]:从键盘上输入AOE网的顶点和有向边的信息,建立其邻接表存储结构,输出其关键路径和关键路径长度。试设计程序实现上述AOE网类型定义和基本操作,完成上述功能。 测试数据:教材图7.29 二>.简单应用题目:(ACM/ICPC训练题,本类题目属于设计性的,要求学生三人为一个团队,分工协作完成)) 【题目三】高速公路 描述 某国共有n个城市(n不超过200),有些城市之间直接有一条高速公路相连,高速公路都是双向的,总共有m条。每条高速公路都有自己的载重限制,即载重最大值。通过车辆的载重不能超过公路的载重限制。如今我们想了解的是,从某一起点城市出发,到达目标城市,车辆最多能带多重的货物。 输入 输入的第一行为两个整数n和m。以下有m行,每行三个整数描述一条公路,分别是首尾相连的城市以及载重限制。然后是一个整数k,即问题个数。接下来k行描述k个问题,每行两个整数表示起点城市和目标城市。问题数不超过一百。 输出 输出包括k行,每行对应一个问题,输出从起点到目标的最大载重量。如果两城市间无路径则输出-1。 样例输入 3 3 1 2 100 2 3 100 1 3 50 2 1 3 2 3 样例输出 100 100 【题目四】最短的旅程 描述 在Byteland有n个城市(编号从1到n),它们之间通过双向的道路相连。Byteland 的国王并不大方,所以,那里只有n -1条道路,但是,它们的连接方式使得从任意城市都可以走到其他的任何城市。 一天,starhder到了编号为k的城市。他计划从城市k开始,游遍城市m1,m2,m3……,mj(不一定要按这个顺序旅游)。每个城市mi都是不同的,并且,也与k不同。Starhder ——就像每一个旅行家一样,携带的钱总是有限的,所以,他要以最短的路程旅行完所有的城市(从城市k开始)。于是,他请你帮助计算一下,旅游完上述的城市最短需要多少路程。 输入 实践四:图及图的应用 1.实验目的要求 理解图的基本概念,两种主要的存储结构。掌握在邻接链表存储结构下的图的深度优先递归遍历、广度优先遍历。通过选做题"最短路径问题"认识图及其算法具有广泛的应用意义。 实验要求:正确调试程序。写出实验报告。 2.实验主要内容 2.1 在邻接矩阵存储结构下的图的深度优先递归遍历、广度优先遍历。 2.1.1 要完成图的两种遍历算法,首先需要进行图的数据初始化。为把时间主要花在遍历算法的实现上,图的初始化采用结构体声明时初始化的方法。示例代码如下: #include "stdio.h" typedef int Arcell; typedef int AdjMatrix[5][5]; typedef struct { char vexs[5]; AdjMatrix arcs; int vexnum,arcnum; }MGraph; void main(){ MGraph g={ {'a','b','c','d','e'}, {{0,1,0,1,0}, {1,0,0,0,1}, {1,0,0,1,0}, {0,1,0,0,1}, {1,0,0,0,0}} ,5,9}; } 2.1.2 深度优先遍历算法7.5中FirstAdjVex方法和NextAdjVex方法需要自己实现。 2.2 拓扑排序,求图的拓扑序列 2.3 "最短路径问题",以校园导游图为实际背景进行设计。(选做) 程序代码如下: #include #include 实习报告 题目:图遍历的演示 编译环 境: Microsoft Visual Studio 2010 功能实现: 以邻接表为存储结构,演示在连通无向图上访冋全部节点的操作; 实现连通无向图的深度优先遍历和广度优先遍历; 建立深度优先生成树和广度优先生成树,按凹入表或树形打印生成树。 1.以邻接表为存储结构,演示在连通无向图上访问全部节点的操作。 该无向图为 一个交通网络,共25个节点,30条边,遍历时需要以用户指定的节点为起点, 建立深度优先生成树和广度优先生成树,再按凹入表或树形打印生成树。 2.程序的测试数据:graph.txt 文件所表示的无向交通图。 //边表结点 //邻接点域,即邻接点在顶点表中的下标 //顶点表结点 //数据域 struct TNode // 树结点 { stri ng data; struct TNode *fristchild, * nextchild; }; 2.邻接表类设计: class GraphTraverse { public: 需求分析 二、概要设计 1.主要数据结构设计: struct ArcNode { int vex In dex; ArcNode* n ext; }; struct VertexNode { stri ng vertex; ArcNode* firstArc; }; 三、详细设计 1. 主要操作函数的实现: (1) 建立深度优先生成树函数: TNode* GraphTraverse::DFSForest(i nt v) { int i,j; TNode *p,*q,*DT; j=v; for(i=O;i 图实验 一,邻接矩阵的实现 1.实验目的 (1)掌握图的逻辑结构 (2)掌握图的邻接矩阵的存储结构 (3)验证图的邻接矩阵存储及其遍历操作的实现 2.实验内容 (1)建立无向图的邻接矩阵存储 (2)进行深度优先遍历 (3)进行广度优先遍历 3.设计与编码 MGraph.h #ifndef MGraph_H #define MGraph_H const int MaxSize = 10; template { int i, j, k; vertexNum = n, arcNum = e; for(i = 0; i < vertexNum; i++) vertex[i] = a[i]; for(i = 0;i < vertexNum; i++) for(j = 0; j < vertexNum; j++) arc[i][j] = 0; for(k = 0; k < arcNum; k++) { cout << "Please enter two vertexs number of edge: "; cin >> i >> j; arc[i][j] = 1; arc[j][i] = 1; } } template数据结构课程设计图的遍历和生成树求解
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