图的遍历---广度优先遍历和深度优先遍历
图的遍历:从图的任意一个顶点出发,按照某一种次序,对图中的所有顶点访问一次并且只能访问一次。遍历经常
用两种方法:广度优先遍历和深度优先遍历。
广度优先遍历:类似于树的按层次遍历的过程。假设从图中某顶点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,然后分别从这些邻接点出发依次访问它们的邻接点,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。若此时图中尚有顶点未被访问,则另选图
中的一个未曾被访问的顶点作为起始点,重复上述过程,直至图中所有顶点都被访问到为止。
深度优先遍历:类似于树的先根遍历,是树的先根遍历的推广。假设初始状态是图中所有顶点未曾被访问,则深度
优先遍历可从图中某个顶点v出发,访问此顶点,然后依次从v的未被访问的邻接点出发深度优先遍历图,直至图中所有
和v有路径想通的顶点都被访问到;若此时图中尚有顶点未被访问,则另选图中一个未曾被访问的顶点作为起始点,重复
上述过程,直至图中所有顶点都被访问到为止。
下面用代码来实现两种遍历方法:
#include <iostream>
#include <queue> using namespace std; #define SIZE 10 struct Edge { Edge(int v):destvalue(v),link(NULL){} int destvalue; Edge *link; }; struct Vertex { Vertex():list(NULL){} char data; Edge *list; }; class GraphLink { public: GraphLink() { MaxVertex = SIZE; NumVertex = NumEdge = 0; VertexTable = new Vertex[MaxVertex]; } void InsertVertex(char v) { if(NumVertex >= MaxVertex) return; VertexTable[NumVertex++].data = v; } int GetVertexI(char v) { for(int i = 0;i<NumVertex;i++) { if(VertexTable[i].data == v) return i; } return -1; } void InsertEdge(char v1,char v2) { int p1 = GetVertexI(v1); int p2 = GetVertexI(v2); if(p1 == -1 || p2 == -1) return; Edge *ed = new Edge(p2); ed->link = VertexTable[p1].list; VertexTable[p1].list = ed; ed = new Edge(p1); ed->link = VertexTable[p2].list; VertexTable[p2].list = ed; NumEdge++; } void Show() { Edge *ed = NULL; for(int i = 0;i<NumVertex;i++) { cout<<i<<":"<<VertexTable[i].data<<"->"; ed = VertexTable[i].list; while(ed) { cout<<ed->destvalue<<"->"; ed = ed->link; } cout<<"nul"<<endl; } } void BFS(char value) { queue<int> q; int v = GetVertexI(value); bool *visited = new bool[NumVertex]; Edge *ed = NULL; int w; for(int i = 0;i<NumVertex;i++) visited[i] = false; if(v == -1) return; cout<<value<<" "; visited[v] = true; q.push(v); while(!q.empty()) { v = q.front(); q.pop(); ed = VertexTable[v].list; while(ed) { w = ed->destvalue; if(!visited[w]) { cout<<VertexTable[w].data<<" "; q.push(w); visited[w] = true; } ed = ed->link; } } } void DFS(char v) { bool *visited = new bool[NumVertex]; for(int i = 0;i<NumVertex;i++) visited[i] = false; DFS(GetVertexI(v),visited); delete [] visited; visited = NULL; } char GetVertex(int v) { return VertexTable[v].data; } void DFS(int v,bool *visited) { cout<<GetVertex(v)<<" "; visited[v] = true; int w = GetFirstNeighbor(v); while(w != -1) { if(!visited[w]) { DFS(w,visited); } w = GetNextNeighbor(v,w); } } int GetFirstNeighbor(int v) //v的第一个邻接顶点 { if(v == -1) return -1; Edge *p = VertexTable[v].list; if(p) return p->destvalue; return -1; } int GetNextNeighbor(int v,int w) //v的邻接顶点w的下一个邻接顶点 { if(v == -1 || w== -1) return -1; Edge *p = VertexTable[v].list; while(p && p->destvalue != w) p = p->link; if(p && p->link) return p->link->destvalue; return -1; } private: int MaxVertex; int NumVertex; int NumEdge; Vertex *VertexTable; };
在代码的实现过程中借助了STL中的队列,在上面的代码中使用了邻接表的结构进行存储,先定义了边的结构包含
了顶点在数组中的下标的值,还有一个指向下一个邻接顶点的链表指针,然后定义了顶点的结构包含了顶点的数据和由
边组成的一个链表。之后定义了图的类,包含的数据有最大的顶点的个数、当前顶点的个数、当前边的个数、顶点类型
的数组,实现的方法有(1)构造函数:对定义的数据进行初始化。(2)插入顶点函数。(3)得到顶点位置信息函数。
(4)插入边的函数。(5)显示构造的图的信息的函数。(6)广度优先遍历函数。(7)深度优先遍历函数。(8)得
到顶点数据的函数。(9)得到顶点v的第一个邻接顶点的函数。(10)得到顶点v的邻接顶点的下一个邻接顶点的函数。
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