图的13个操作

有时候写完一个c++程序很有自豪感,因为实在太繁琐了,而且有时候由于各种小问题不能调试,只能愣在那里发挥想象力。
最近数据结构讲到了图,emmmmm懒得再说话了,我就贴代码,贴完就走。(代码也懒得审计)

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#include<iostream>
#include<stdlib.h>
#include<queue>
#include<windows.h>
using namespace std;
#define INFINITY INT_MAX //最大值
#define MAX_VERTEX_NUM 20 //最大顶点个数
typedef enum {DG,UDG,DN,UDN} GraphKind; //有向图 有向网 无向图 无向网
typedef struct ArcCell{
int adj; //顶点关系 无权图为1或0 有权图为权值
// InfoType *info; //该弧相关信息指针
}ArcCell,AdjMatrix[MAX_VERTEX_NUM][MAX_VERTEX_NUM];
typedef struct{
int vexs[MAX_VERTEX_NUM+1]; //顶点向量
AdjMatrix arcs; //邻接矩阵
int vexnum,arcnum; //图的当前顶点数和弧数
GraphKind kind; //图的种类
}MGraph;
int visited[MAX_VERTEX_NUM];

class Graph{
private:
MGraph mg;
void addvex(int n){ //添加节点
int flag=0;
for(int i=0;i<MAX_VERTEX_NUM&&mg.vexs[i]!=0;i++){
if(mg.vexs[i]==n){flag=1;break;}
}
if(!flag){mg.vexs[mg.vexnum]=n;mg.vexnum++;}
}
void deletevex(int n){
for(int i=0;i<MAX_VERTEX_NUM;i++){
if(mg.vexs[i]==n){
mg.vexs[i]=0;
for(int j=i;j<MAX_VERTEX_NUM&&mg.vexs[j+1];j++){
int t=mg.vexs[j];
mg.vexs[j]=mg.vexs[j+1];
mg.vexs[j+1]=t;
}
}
}
}
void CreateDG(){
int head=0,tail=0;
mg.kind=DG;
mg.arcnum=mg.vexnum=0;
for(int i=0;i<MAX_VERTEX_NUM;i++){
for(int j=0;j<MAX_VERTEX_NUM;j++){
mg.arcs[i][j].adj=0;
}
}
for(int i=0;i<MAX_VERTEX_NUM;i++){
mg.vexs[i]=0;
}
while(1){
cout<<"输入有向弧(例如 '1 2' 意思是1->2,输入 '0 0' 结束):";
cin>>tail>>head;
if(head==0&&tail==0)break;
if(tail<1||tail>MAX_VERTEX_NUM||head<1||head>MAX_VERTEX_NUM){cout<<"输入错误"<<endl;continue;}
else{
mg.arcs[tail-1][head-1].adj=1;
mg.arcnum++;addvex(head);addvex(tail);
}
}
cout<<"创建成功"<<endl;
show();
}
void CreateUDG(){
int head=0,tail=0;
mg.kind=UDG;
mg.arcnum=mg.vexnum=0;
for(int i=0;i<MAX_VERTEX_NUM;i++){
for(int j=0;j<MAX_VERTEX_NUM;j++){
mg.arcs[i][j].adj=0;
}
}
for(int i=0;i<MAX_VERTEX_NUM;i++){
mg.vexs[i]=0;
}
while(1){
cout<<"输入弧(例如 '1 2' 意思是1--2,输入 '0 0' 结束):";
cin>>tail>>head;
if(head==0&&tail==0)break;
if(tail<1||tail>MAX_VERTEX_NUM||head<1||head>MAX_VERTEX_NUM){cout<<"输入错误"<<endl;continue;}
else{
mg.arcs[tail-1][head-1].adj=1;
mg.arcs[head-1][tail-1].adj=1;
mg.arcnum++;addvex(head);addvex(tail);
}
}
cout<<"创建成功"<<endl;
show();
}
void CreateDN(){
int head=0,tail=0,adj=0;
mg.kind=DN;
mg.arcnum=mg.vexnum=0;
for(int i=0;i<MAX_VERTEX_NUM;i++){
for(int j=0;j<MAX_VERTEX_NUM;j++){
mg.arcs[i][j].adj=0;
}
}
for(int i=0;i<MAX_VERTEX_NUM;i++){
mg.vexs[i]=0;
}
while(1){
cout<<"输入弧及权值(例如 '1 2 3' 意思是1--2 权值为3,输入 '0 0 0' 结束):";
cin>>tail>>head>>adj;
if(head==0&&tail==0&&adj==0)break;
if(tail<1||tail>MAX_VERTEX_NUM||head<1||head>MAX_VERTEX_NUM||adj<1){cout<<"输入错误"<<endl;continue;}
else{
mg.arcs[tail-1][head-1].adj=adj;
mg.arcnum++;addvex(head);addvex(tail);
}
}
cout<<"创建成功"<<endl;
show();
}
void CreateUDN(){
int head=0,tail=0,adj=0;
mg.kind=UDN;
mg.arcnum=mg.vexnum=0;
for(int i=0;i<MAX_VERTEX_NUM;i++){
for(int j=0;j<MAX_VERTEX_NUM;j++){
mg.arcs[i][j].adj=0;
}
}
for(int i=0;i<MAX_VERTEX_NUM;i++){
mg.vexs[i]=0;
}
while(1){
cout<<"输入弧及权值(例如 '1 2 3' 意思是1--2 权值为3,输入 '0 0 0' 结束):";
cin>>tail>>head>>adj;
if(head==0&&tail==0&&adj==0)break;
if(tail<1||tail>MAX_VERTEX_NUM||head<1||head>MAX_VERTEX_NUM||adj<1){cout<<"输入错误"<<endl;continue;}
else{
mg.arcs[tail-1][head-1].adj=adj;
mg.arcs[head-1][tail-1].adj=adj;
mg.arcnum++;addvex(head);addvex(tail);
}
}
cout<<"创建成功"<<endl;
show();
}
int locatevex(int vex){
for(int i=0;i<mg.vexnum&&mg.vexs[i]!=0;i++)if(mg.vexs[i]==vex)return i;
}
int firstadjvex(int vex){
int flag=0,adjvexs[mg.vexnum+1]={0};
// for(int i=0;i<mg.vexnum;i++)cout<<adjvexs[i]<<"\t";
for(int i=0;i<mg.vexnum&&mg.vexs[i]!=0;i++)if(mg.vexs[i]==vex)flag=vex;
if(flag){
for(int i=0;i<MAX_VERTEX_NUM;i++)if(mg.arcs[flag-1][i].adj)vexadd(adjvexs,i+1);
for(int i=0;i<MAX_VERTEX_NUM;i++)if(mg.arcs[i][flag-1].adj)vexadd(adjvexs,i+1);
}
// for(int i=0;i<mg.vexnum;i++)cout<<adjvexs[i]<<"\t";
// cout<<"第一个邻接顶点为:"<<adjvexs[0]<<endl;
return adjvexs[0];
}
int nextadjvex(int vex,int adjvex){
int flag=0,adjvexs[mg.vexnum+1]={0};
for(int i=0;i<mg.vexnum&&mg.vexs[i]!=0;i++)if(mg.vexs[i]==vex)flag=vex;
if(flag){
for(int i=0;i<MAX_VERTEX_NUM;i++)if(mg.arcs[flag-1][i].adj)vexadd(adjvexs,i+1);
for(int i=0;i<MAX_VERTEX_NUM;i++)if(mg.arcs[i][flag-1].adj)vexadd(adjvexs,i+1);
}
// for(int i=0;i<mg.vexnum;i++)cout<<adjvexs[i]<<"\t";
for(int i=0;i<mg.vexnum;i++){
if(adjvexs[i]==adjvex&&adjvexs[i+1]){return adjvexs[i+1];}
else if(adjvexs[i]==adjvex&&!adjvexs[i+1]){return 0;}
}
}
void DFS(int v){
visited[v]=1;
cout<<mg.vexs[v]<<"\t";
for(int w=firstadjvex(mg.vexs[v]);w>=0&&nextadjvex(mg.vexs[v],w);w=nextadjvex(mg.vexs[v],w)){
if(!visited[locatevex(w)])DFS(locatevex(w));
}
}
public:
void show(){ //显示图的详细信息
cout<<"-----------------------------"<<endl;
cout<<"图的种类为:"<<mg.kind<<endl<<"当前顶点数:"<<mg.vexnum<<endl<<"当前弧数:"<<mg.arcnum<<endl;
cout<<"顶点向量:"<<endl;for(int i=0;i<MAX_VERTEX_NUM&&mg.vexs[i]!=0;i++)cout<<mg.vexs[i]<<"\t";
cout<<endl<<"邻接矩阵:"<<endl;
for(int i=0;i<MAX_VERTEX_NUM;i++){
for(int j=0;j<MAX_VERTEX_NUM;j++){
if(mg.arcs[i][j].adj){
SetConsoleTextAttribute(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE),FOREGROUND_RED);
cout<<mg.arcs[i][j].adj<<" ";
SetConsoleTextAttribute(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE),FOREGROUND_BLUE|FOREGROUND_GREEN|FOREGROUND_RED);
continue;
}
cout<<mg.arcs[i][j].adj<<" ";
}cout<<endl;
}
}
void CreateGraph(){
// mg=(MGraph*)malloc(sizeof(MGraph));
int n=0;
cout<<"选择图的类型(1.有向图2.无向图3.有向网4.无向网):";
cin>>n;
switch(n){
case 1:CreateDG();break;
case 2:CreateUDG();break;
case 3:CreateDN();break;
case 4:CreateUDN();break;
default:cout<<"输入错误"<<endl;
}
}
void DestroyGraph(){
free(mg.arcs);
free(mg.vexs);
mg.arcnum=mg.vexnum=0;
cout<<"销毁成功"<<endl;
}
void LocateVex(){
int vex=0,flag=0;
cout<<"输入顶点值:"<<endl;
cin>>vex;
for(int i=0;i<mg.vexnum&&mg.vexs[i]!=0;i++)if(mg.vexs[i]==vex)flag=vex;
if(flag){
cout<<"顶点下标为:"<<flag<<endl;
for(int i=0;i<MAX_VERTEX_NUM;i++)if(mg.arcs[flag-1][i].adj)cout<<"以此顶点为尾的弧为:"<<flag<<"\t"<<i+1;cout<<endl;
for(int i=0;i<MAX_VERTEX_NUM;i++)if(mg.arcs[i][flag-1].adj)cout<<"以此顶点为头的弧为:"<<i+1<<"\t"<<flag;cout<<endl;
}else{
cout<<"没有该顶点"<<endl;
}
}
void GetVex(){
int n=0;
cout<<"输入顶点下标:";
cin>>n;
if(n>0&&n<=mg.vexnum)cout<<"顶点值为:"<<mg.vexs[n-1]<<endl;
}
void PutVex(){
int vex=0,nvex=0,flag=0,adj=0;
cout<<"输入顶点值:";
cin>>vex;
cout<<"输入新值:";
cin>>nvex;
for(int i=0;i<mg.vexnum&&mg.vexs[i]!=0;i++)if(mg.vexs[i]==vex){flag=vex;mg.vexs[i]=nvex;}
if(flag){
// cout<<"顶点下标为:"<<flag<<endl;
for(int i=0;i<MAX_VERTEX_NUM;i++)if(mg.arcs[flag-1][i].adj){adj=mg.arcs[flag-1][i].adj;mg.arcs[flag-1][i].adj=0;mg.arcs[nvex-1][i].adj=adj;}
for(int i=0;i<MAX_VERTEX_NUM;i++)if(mg.arcs[i][flag-1].adj){adj=mg.arcs[i][flag-1].adj;mg.arcs[i][flag-1].adj=0;mg.arcs[i][nvex-1].adj=adj;}
cout<<"赋值成功"<<endl;
}else{
cout<<"没有该顶点"<<endl;
}
}
void vexadd(int vex[],int n){
int i=0,flag=0;
for(i=0;i<mg.vexnum;i++){
if(vex[i]==n)flag=1;
}
if(!flag){
for(int i=0;i<mg.vexnum;i++)
if(vex[i]==0){vex[i]=n;break;}
}
// for(int i=0;i<mg.vexnum;i++)cout<<vex[i]<<"\t";cout<<endl;
// cout<<n<<"\t"<<flag<<endl;
}
void FirstAdjVex(){
int vex=0,flag=0,adjvexs[mg.vexnum+1]={0};
// for(int i=0;i<mg.vexnum;i++)cout<<adjvexs[i]<<"\t";
cout<<"输入顶点值:"<<endl;
cin>>vex;
for(int i=0;i<mg.vexnum&&mg.vexs[i]!=0;i++)if(mg.vexs[i]==vex)flag=vex;
if(flag){
for(int i=0;i<MAX_VERTEX_NUM;i++)if(mg.arcs[flag-1][i].adj)vexadd(adjvexs,i+1);
for(int i=0;i<MAX_VERTEX_NUM;i++)if(mg.arcs[i][flag-1].adj)vexadd(adjvexs,i+1);
}else{
cout<<"没有该顶点"<<endl;return;
}
// for(int i=0;i<mg.vexnum;i++)cout<<adjvexs[i]<<"\t";
cout<<"第一个邻接顶点为:"<<adjvexs[0]<<endl;
}
void NextAdjVex(){
int vex=0,flag=0,adjvexs[mg.vexnum+1]={0},adjvex=0;
cout<<"输入顶点值:"<<endl;
cin>>vex;
for(int i=0;i<mg.vexnum&&mg.vexs[i]!=0;i++)if(mg.vexs[i]==vex)flag=vex;
if(flag){
for(int i=0;i<MAX_VERTEX_NUM;i++)if(mg.arcs[flag-1][i].adj)vexadd(adjvexs,i+1);
for(int i=0;i<MAX_VERTEX_NUM;i++)if(mg.arcs[i][flag-1].adj)vexadd(adjvexs,i+1);
}else{
cout<<"没有该顶点"<<endl;return;
}
// for(int i=0;i<mg.vexnum;i++)cout<<adjvexs[i]<<"\t";
cout<<"输入该顶点的一个邻接顶点:";
cin>>adjvex;
for(int i=0;i<mg.vexnum;i++){
if(adjvexs[i]==adjvex&&adjvexs[i+1]){cout<<"下一个邻接顶点为:"<<adjvexs[i+1]<<endl;return;}
else if(adjvexs[i]==adjvex&&!adjvexs[i+1]){cout<<"已经是最后一个邻接顶点"<<endl;return;}
}cout<<"没有此邻接顶点"<<endl;
}
void InsertVex(){
int vex=0;
cout<<"输入新节点值:";
cin>>vex;
addvex(vex);
mg.vexnum++;
cout<<"添加成功\n顶点向量:"<<endl;for(int i=0;i<MAX_VERTEX_NUM&&mg.vexs[i]!=0;i++)cout<<mg.vexs[i]<<"\t";
}
void DeleteVex(){
int vex=0;
cout<<"输入要删除节点的值:";
cin>>vex;
deletevex(vex);
mg.vexnum--;
cout<<"添加成功\n顶点向量:"<<endl;for(int i=0;i<MAX_VERTEX_NUM&&mg.vexs[i]!=0;i++)cout<<mg.vexs[i]<<"\t";
for(int i=0;i<MAX_VERTEX_NUM;i++)if(mg.arcs[vex-1][i].adj){mg.arcs[vex-1][i].adj=0;mg.arcnum--;}
for(int i=0;i<MAX_VERTEX_NUM;i++)if(mg.arcs[i][vex-1].adj){mg.arcs[i][vex-1].adj=0;mg.arcnum--;}
}
void InsertArc(){
int head=0,tail=0,adj=0;
while(1){
cout<<"输入弧(例如 '1 2' 意思是1->2或1--2):";
cin>>tail>>head;
cout<<"输入权值(若是图则输入0或1,网则输入权值):";
cin>>adj;
if(tail<1||tail>MAX_VERTEX_NUM||head<1||head>MAX_VERTEX_NUM){cout<<"输入错误"<<endl;continue;}
else{
mg.arcs[tail-1][head-1].adj=adj;
mg.arcnum++;addvex(head);addvex(tail);
break;
}
}
cout<<"添加成功"<<endl;
}
void DeleteArc(){
int head=0,tail=0;
while(1){
cout<<"输入要删除的弧(例如 '1 2' 意思是1->2或1--2):";
cin>>tail>>head;
if(tail<1||tail>MAX_VERTEX_NUM||head<1||head>MAX_VERTEX_NUM){cout<<"输入错误"<<endl;continue;}
else{
mg.arcs[tail-1][head-1].adj=0;
mg.arcnum--;
break;
}
}
cout<<"删除成功"<<endl;
}
void DFSTraverse(){
for(int i=0;i<MAX_VERTEX_NUM;i++)visited[i]=0;
for(int i=0;i<mg.vexnum;i++){
if(!visited[i])DFS(i);
}
cout<<endl;
}
void BFSTraverse(){
for(int i=0;i<MAX_VERTEX_NUM;i++)visited[i]=0;
queue<int> vexq;
for(int i=0;i<mg.vexnum;i++){
if(!visited[i]){
visited[i]=1;
cout<<mg.vexs[i]<<"\t";
vexq.push(i);
while(!vexq.empty()){
int u=vexq.front();
vexq.pop();
for(int w=firstadjvex(mg.vexs[u]);w>=0&&nextadjvex(mg.vexs[u],w);w=nextadjvex(mg.vexs[u],w)){
if(!visited[locatevex(w)]){
visited[locatevex(w)]=1;
cout<<w<<"\t";
vexq.push(locatevex(w));
}
}
}
}
}


cout<<endl;
}
};

int main(){
int n=0;
Graph G;
while(1){
cout<<"menu"<<endl;
cout<<"----1.创建图"<<endl;
cout<<"----2.销毁图"<<endl;
cout<<"----3.返回顶点位置"<<endl;
cout<<"----4.返回顶点值"<<endl;
cout<<"----5.给顶点赋值"<<endl;
cout<<"----6.返回顶点的第一个邻接顶点"<<endl;
cout<<"----7.返回顶点相对于一个邻接顶点的下一个邻接顶点"<<endl;
cout<<"----8.增添新顶点"<<endl;
cout<<"----9.删除顶点及相关弧"<<endl;
cout<<"----10.增添弧"<<endl;
cout<<"----11.删除弧"<<endl;
cout<<"----12.深度优先遍历"<<endl;
cout<<"----13.广度优先遍历"<<endl;
cout<<"----14.显示图的详细信息"<<endl;
cin>>n;
switch(n){
case 1:G.CreateGraph();break;
case 2:G.DestroyGraph();break;
case 3:G.LocateVex();break;
case 4:G.GetVex();break;
case 5:G.PutVex();break;
case 6:G.FirstAdjVex();break;
case 7:G.NextAdjVex();break;
case 8:G.InsertVex();break;
case 9:G.DeleteVex();break;
case 10:G.InsertArc();break;
case 11:G.DeleteArc();break;
case 12:G.DFSTraverse();break;
case 13:G.BFSTraverse();break;
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