本关任务:编写一个程序实现图的邻接矩阵和邻接表的存储。
为了完成本关任务,你需要掌握:
针对有向图的邻接矩阵和邻接表的存储,如下列图形:
若 G 为带权有向图,其邻接矩阵 A 中的元素 Aij 遵循以下规则进行赋值:
示例代码如下:
if (g.edges[i][j]!=INF)
printf("%d ",g.edges[i][j]);
else
printf("%s ","∞");
(INF表示无穷大,表示整数:32767)
邻接表结点由三个域组成:
表头结点由两个域组成:
示例代码如下:
for (int i=0;i<G->n;i++)
{
p=G->adjlist[i].firstarc;
printf("%3d: ",i);
while (p!=NULL)
{
printf("%3d[%d]→",p->adjvex,p->weight);
p=p->nextarc;
}
printf("∧\n");
}
平台会对你编写的代码进行测试:
测试输入:( 输入图的顶点数和边数,再输入图的邻接矩阵。)
6 10 0 5 32767 7 32767 32767 32767 0 4 32767 32767 32767 8 32767 0 32767 32767 9 32767 32767 5 0 32767 6 32767 32767 32767 5 0 32767 3 32767 32767 32767 1 0
预期输出:(Prim算法求解结果)
边(0,5)权为:3
边(5,4)权为:1
边(0,1)权为:5
边(1,2)权为:4
边(4,3)权为:5
开始你的任务吧,祝你成功!
#include <algorithm>
#include <iostream>
#include <limits>
#include <vector>
using namespace std;
const int MAX_VERTICES = 6; // 最大顶点数
const int INF = 32767; // 表示无穷大
// 邻接矩阵表示的图
struct GraphMatrix {
int n; // 顶点数
vector<vector<int>> edges; // 邻接矩阵
};
// 邻接表的边节点
struct ArcNode {
int adjvex; // 邻接点在图中的位置
int weight; // 边的权重
ArcNode *nextarc; // 指向下一条边
};
// 邻接表
struct VNode {
int data; // 顶点信息
ArcNode *firstarc; // 指向第一条边
};
struct GraphList {
int n; // 顶点数
vector<VNode> adjlist; // 邻接表
};
// 输入邻接矩阵并构建图
void inputGraphMatrix(GraphMatrix &g) {
cin >> g.n; // 读入顶点数
int e; // 边数
cin >> e; // 读入边数
g.edges.resize(g.n, vector<int>(g.n, INF));
for (int i = 0; i < g.n; ++i) {
g.edges[i][i] = 0; // 对角线元素为0
}
// 读入邻接矩阵
for (int i = 0; i < g.n; ++i) {
for (int j = 0; j < g.n; ++j) {
cin >> g.edges[i][j];
}
}
}
// 输出邻接矩阵
void printGraphMatrix(const GraphMatrix &g) {
cout << "(1)图G的邻接矩阵:" << endl;
for (int i = 0; i < g.n; ++i) {
for (int j = 0; j < g.n; ++j) {
if (g.edges[i][j] == INF) {
cout << "∞ ";
} else {
cout << g.edges[i][j] << " ";
}
}
cout << endl;
}
}
// 构建邻接表
void buildGraphList(const GraphMatrix &gm, GraphList &gl) {
gl.n = gm.n;
gl.adjlist.resize(gl.n);
for (int i = 0; i < gm.n; ++i) {
gl.adjlist[i].data = i; // 存储顶点
gl.adjlist[i].firstarc = nullptr; // 初始化第一条边
}
// 从邻接矩阵构建邻接表
for (int i = 0; i < gm.n; ++i) {
for (int j = 0; j < gm.n; ++j) {
if (gm.edges[i][j] != INF && gm.edges[i][j] != 0) {
ArcNode *arc = new ArcNode(); // 动态分配新边
arc->adjvex = j; // 指向邻接点
arc->weight = gm.edges[i][j]; // 边的权重
arc->nextarc = nullptr; // 初始化下一条边为nullptr
// 将新节点插入已排序的链表中
if (gl.adjlist[i].firstarc == nullptr ||
gl.adjlist[i].firstarc->adjvex > j) {
arc->nextarc = gl.adjlist[i].firstarc; // 插入到链表头
gl.adjlist[i].firstarc = arc;
} else {
ArcNode *p = gl.adjlist[i].firstarc;
while (p->nextarc != nullptr && p->nextarc->adjvex < j) {
p = p->nextarc; // 寻找插入位置
}
arc->nextarc = p->nextarc; // 插入
p->nextarc = arc;
}
}
}
}
}
// 输出邻接表
void printGraphList(const GraphList &gl) {
cout << "(2)图G的邻接表:" << endl;
for (int i = 0; i < gl.n; ++i) {
cout << " " << i << ": ";
ArcNode *p = gl.adjlist[i].firstarc;
while (p != nullptr) {
cout << " " << p->adjvex << "[" << p->weight << "]→";
p = p->nextarc;
}
cout << "∧" << endl;
}
}
int main() {
GraphMatrix gm;
inputGraphMatrix(gm);
printGraphMatrix(gm);
GraphList gl;
buildGraphList(gm, gl);
printGraphList(gl);
return 0;
}