C++實(shí)現(xiàn)拓?fù)渑判颍ˋOV網(wǎng)絡(luò)）
更新時(shí)間：2020年04月26日 17:10:33 作者：ChanJose
這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了C++實(shí)現(xiàn)拓?fù)渑判?，文中示例代碼介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們可以參考一下
本文實(shí)例為大家分享了C++實(shí)現(xiàn)拓?fù)渑判虻木唧w代碼，供大家參考，具體內(nèi)容如下
一、思路
先掃描所有頂點(diǎn)，把入度為0的頂點(diǎn)（如C,E）進(jìn)棧。然后，取棧頂元素，退棧，輸出取得的棧頂元素v（即入度為0的頂點(diǎn)v）。接著，把頂點(diǎn)v的鄰接頂點(diǎn)w的入度減1，如果w的入度變?yōu)?，則進(jìn)棧。接著，取頂點(diǎn)w的兄弟結(jié)點(diǎn)（即取頂點(diǎn)v的鄰接頂點(diǎn)w的下一鄰接頂點(diǎn)），做同樣的操作。重復(fù)上面步驟，直到輸出n個(gè)頂點(diǎn)。
如上圖：
（1）掃描所有頂點(diǎn)，把入度為0的頂點(diǎn)進(jìn)棧：將頂點(diǎn)C，E進(jìn)棧；
（2）取棧頂元素，退棧，輸出取得的棧頂元素E。接著，把頂點(diǎn)E的鄰接頂點(diǎn)A、B和F的入度減1，如果入度變?yōu)?，則進(jìn)棧。因?yàn)轫旤c(diǎn)A入度變?yōu)?，所以要進(jìn)棧；
（3）重復(fù)（2）步驟，直到輸出n個(gè)頂點(diǎn)。
二、實(shí)現(xiàn)程序：
1.Graph.h:有向圖
#ifndef Graph_h
#define Graph_h
#include <iostream>
using namespace std;
const int DefaultVertices = 30;
template <class T, class E>
struct Edge { // 邊結(jié)點(diǎn)的定義
int dest; // 邊的另一頂點(diǎn)位置
Edge<T, E> *link; // 下一條邊鏈指針
};
template <class T, class E>
struct Vertex { // 頂點(diǎn)的定義
T data; // 頂點(diǎn)的名字
Edge<T, E> *adj; // 邊鏈表的頭指針
};
template <class T, class E>
class Graphlnk {
public:
const E maxValue = 100000; // 代表無窮大的值（=∞）
Graphlnk(int sz=DefaultVertices); // 構(gòu)造函數(shù)
~Graphlnk(); // 析構(gòu)函數(shù)
void inputGraph(int count[]); // 建立鄰接表表示的圖
void outputGraph(); // 輸出圖中的所有頂點(diǎn)和邊信息
T getValue(int i); // 取位置為i的頂點(diǎn)中的值
bool insertVertex(const T& vertex); // 插入頂點(diǎn)
bool insertEdge(int v1, int v2); // 插入邊
bool removeVertex(int v); // 刪除頂點(diǎn)
bool removeEdge(int v1, int v2); // 刪除邊
int getFirstNeighbor(int v); // 取頂點(diǎn)v的第一個(gè)鄰接頂點(diǎn)
int getNextNeighbor(int v,int w); // 取頂點(diǎn)v的鄰接頂點(diǎn)w的下一鄰接頂點(diǎn)
int getVertexPos(const T vertex); // 給出頂點(diǎn)vertex在圖中的位置
int numberOfVertices(); // 當(dāng)前頂點(diǎn)數(shù)
private:
int maxVertices; // 圖中最大的頂點(diǎn)數(shù)
int numEdges; // 當(dāng)前邊數(shù)
int numVertices; // 當(dāng)前頂點(diǎn)數(shù)
Vertex<T, E> * nodeTable; // 頂點(diǎn)表(各邊鏈表的頭結(jié)點(diǎn))
};
// 構(gòu)造函數(shù):建立一個(gè)空的鄰接表
template <class T, class E>
Graphlnk<T, E>::Graphlnk(int sz) {
maxVertices = sz;
numVertices = 0;
numEdges = 0;
nodeTable = new Vertex<T, E>[maxVertices]; // 創(chuàng)建頂點(diǎn)表數(shù)組
if(nodeTable == NULL) {
cerr << "存儲(chǔ)空間分配錯(cuò)誤！" << endl;
exit(1);
}
for(int i = 0; i < maxVertices; i++)
nodeTable[i].adj = NULL;
}
// 析構(gòu)函數(shù)
template <class T, class E>
Graphlnk<T, E>::~Graphlnk() {
// 刪除各邊鏈表中的結(jié)點(diǎn)
for(int i = 0; i < numVertices; i++) {
Edge<T, E> *p = nodeTable[i].adj; // 找到其對(duì)應(yīng)鏈表的首結(jié)點(diǎn)
while(p != NULL) { // 不斷地刪除第一個(gè)結(jié)點(diǎn)
nodeTable[i].adj = p->link;
delete p;
p = nodeTable[i].adj;
}
}
delete []nodeTable; // 刪除頂點(diǎn)表數(shù)組
}
// 建立鄰接表表示的圖
template <class T, class E>
void Graphlnk<T, E>::inputGraph(int count[]) {
int n, m; // 存儲(chǔ)頂點(diǎn)樹和邊數(shù)
int i, j, k;
T e1, e2; // 頂點(diǎn)
cout << "請(qǐng)輸入頂點(diǎn)數(shù)和邊數(shù)：" << endl;
cin >> n >> m;
cout << "請(qǐng)輸入各頂點(diǎn)：" << endl;
for(i = 0; i < n; i++) {
cin >> e1;
insertVertex(e1); // 插入頂點(diǎn)
}
cout << "請(qǐng)輸入圖的各邊的信息：" << endl;
i = 0;
while(i < m) {
cin >> e1 >> e2;
j = getVertexPos(e1);
k = getVertexPos(e2);
if(j == -1 || k == -1)
cout << "邊兩端點(diǎn)信息有誤，請(qǐng)重新輸入！" << endl;
else {
insertEdge(j, k); // 插入邊
count[k]++; // 記錄入度
i++;
}
} // while
}
// 輸出有向圖中的所有頂點(diǎn)和邊信息
template <class T, class E>
void Graphlnk<T, E>::outputGraph() {
int n, m, i;
T e1, e2; // 頂點(diǎn)
Edge<T, E> *p;
n = numVertices;
m = numEdges;
cout << "圖中的頂點(diǎn)數(shù)為" << n << ",邊數(shù)為" << m << endl;
for(i = 0; i < n; i++) {
p = nodeTable[i].adj;
while(p != NULL) {
e1 = getValue(i); // 有向邊<i, p->dest>
e2 = getValue(p->dest);
cout << "<" << e1 << ", " << e2 << ">" << endl;
p = p->link; // 指向下一個(gè)鄰接頂點(diǎn)
}
}
}
// 取位置為i的頂點(diǎn)中的值
template <class T, class E>
T Graphlnk<T, E>::getValue(int i) {
if(i >= 0 && i < numVertices)
return nodeTable[i].data;
return NULL;
}
// 插入頂點(diǎn)
template <class T, class E>
bool Graphlnk<T, E>::insertVertex(const T& vertex) {
if(numVertices == maxVertices) // 頂點(diǎn)表滿，不能插入
return false;
nodeTable[numVertices].data = vertex; // 插入在表的最后
numVertices++;
return true;
}
// 插入邊
template <class T, class E>
bool Graphlnk<T, E>::insertEdge(int v1, int v2) {
if(v1 == v2) // 同一頂點(diǎn)不插入
return false;
if(v1 >= 0 && v1 < numVertices && v2 >= 0 && v2 < numVertices) {
Edge<T, E> *p = nodeTable[v1].adj; // v1對(duì)應(yīng)的邊鏈表頭指針
while(p != NULL && p->dest != v2) // 尋找鄰接頂點(diǎn)v2
p = p->link;
if(p != NULL) // 已存在該邊，不插入
return false;
p = new Edge<T, E>; // 創(chuàng)建新結(jié)點(diǎn)
p->dest = v2;
p->link = nodeTable[v1].adj; // 鏈入v1邊鏈表
nodeTable[v1].adj = p;
numEdges++;
return true;
}
return false;
}
// 有向圖刪除頂點(diǎn)較麻煩
template <class T, class E>
bool Graphlnk<T, E>::removeVertex(int v) {
if(numVertices == 1 || v < 0 || v > numVertices)
return false; // 表空或頂點(diǎn)號(hào)超出范圍
Edge<T, E> *p, *s;
// 1.清除頂點(diǎn)v的邊鏈表結(jié)點(diǎn)w 邊<v,w>
while(nodeTable[v].adj != NULL) {
p = nodeTable[v].adj;
nodeTable[v].adj = p->link;
delete p;
numEdges--; // 與頂點(diǎn)v相關(guān)聯(lián)的邊數(shù)減1
} // while結(jié)束
// 2.清除<w, v>，與v有關(guān)的邊
for(int i = 0; i < numVertices; i++) {
if(i != v) { // 不是當(dāng)前頂點(diǎn)v
s = NULL;
p = nodeTable[i].adj;
while(p != NULL && p->dest != v) {// 在頂點(diǎn)i的鏈表中找v的頂點(diǎn)
s = p;
p = p->link; // 往后找
}
if(p != NULL) { // 找到了v的結(jié)點(diǎn)
if(s == NULL) { // 說明p是nodeTable[i].adj
nodeTable[i].adj = p->link;
} else {
s->link = p->link; // 保存p的下一個(gè)頂點(diǎn)信息
}
delete p; // 刪除結(jié)點(diǎn)p
numEdges--; // 與頂點(diǎn)v相關(guān)聯(lián)的邊數(shù)減1
}
}
}
numVertices--; // 圖的頂點(diǎn)個(gè)數(shù)減1
nodeTable[v].data = nodeTable[numVertices].data; // 填補(bǔ),此時(shí)numVertices，比原來numVertices小1，所以，這里不需要numVertices-1
nodeTable[v].adj = nodeTable[numVertices].adj;
// 3.要將填補(bǔ)的頂點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置改寫
for(int i = 0; i < numVertices; i++) {
p = nodeTable[i].adj;
while(p != NULL && p->dest != numVertices) // 在頂點(diǎn)i的鏈表中找numVertices的頂點(diǎn)
p = p->link; // 往后找
if(p != NULL) // 找到了numVertices的結(jié)點(diǎn)
p->dest = v; // 將鄰接頂點(diǎn)numVertices改成v
}
return true;
}
// 刪除邊
template <class T, class E>
bool Graphlnk<T, E>::removeEdge(int v1, int v2) {
if(v1 != -1 && v2 != -1) {
Edge<T, E> * p = nodeTable[v1].adj, *q = NULL;
while(p != NULL && p->dest != v2) { // v1對(duì)應(yīng)邊鏈表中找被刪除邊
q = p;
p = p->link;
}
if(p != NULL) { // 找到被刪除邊結(jié)點(diǎn)
if(q == NULL) // 刪除的結(jié)點(diǎn)是邊鏈表的首結(jié)點(diǎn)
nodeTable[v1].adj = p->link;
else
q->link = p->link; // 不是，重新鏈接
delete p;
return true;
}
}
return false; // 沒有找到結(jié)點(diǎn)
}
// 取頂點(diǎn)v的第一個(gè)鄰接頂點(diǎn)
template <class T, class E>
int Graphlnk<T, E>::getFirstNeighbor(int v) {
if(v != -1) {
Edge<T, E> *p = nodeTable[v].adj; // 對(duì)應(yīng)鏈表第一個(gè)邊結(jié)點(diǎn)
if(p != NULL) // 存在，返回第一個(gè)鄰接頂點(diǎn)
return p->dest;
}
return -1; // 第一個(gè)鄰接頂點(diǎn)不存在
}
// 取頂點(diǎn)v的鄰接頂點(diǎn)w的下一鄰接頂點(diǎn)
template <class T, class E>
int Graphlnk<T, E>::getNextNeighbor(int v,int w) {
if(v != -1) {
Edge<T, E> *p = nodeTable[v].adj; // 對(duì)應(yīng)鏈表第一個(gè)邊結(jié)點(diǎn)
while(p != NULL && p->dest != w) // 尋找鄰接頂點(diǎn)w
p = p->link;
if(p != NULL && p->link != NULL)
return p->link->dest; // 返回下一個(gè)鄰接頂點(diǎn)
}
return -1; // 下一個(gè)鄰接頂點(diǎn)不存在
}
// 給出頂點(diǎn)vertex在圖中的位置
template <class T, class E>
int Graphlnk<T, E>::getVertexPos(const T vertex) {
for(int i = 0; i < numVertices; i++)
if(nodeTable[i].data == vertex)
return i;
return -1;
}
// 當(dāng)前頂點(diǎn)數(shù)
template <class T, class E>
int Graphlnk<T, E>::numberOfVertices() {
return numVertices;
}
#endif /* Graph_h */
2.TopLogicalSort.h
#ifndef TopLogicalSort_h
#define TopLogicalSort_h
#include "Graph.h"
template <class T, class E>
void TopLogicalSort(Graphlnk<T, E> &G) {
int i, w, v;
int n; // 頂點(diǎn)數(shù)
int *count = new int[DefaultVertices]; // 入度數(shù)組
int top = -1;
// 清零
for(i = 0; i< DefaultVertices; i++)
count[i] = 0;
// 輸入頂點(diǎn)和邊
G.inputGraph(count);
n = G.numberOfVertices(); // 獲取圖的頂點(diǎn)數(shù)
for(i = 0; i < n; i++) { // 檢查網(wǎng)絡(luò)所有頂點(diǎn)
if(count[i] == 0) { // 入度為0的頂點(diǎn)進(jìn)棧
count[i] = top;
top = i;
}
}
// 進(jìn)行拓?fù)渑判颍敵鰊個(gè)頂點(diǎn)
for(i = 0; i < n; i++) {
if(top == -1) { // 空棧
cout << "網(wǎng)絡(luò)中有回路！" << endl;
return;
} else {
v = top;
top = count[top];
cout << G.getValue(v) << " "; // 輸出入度為0的頂點(diǎn)
w = G.getFirstNeighbor(v); // 鄰接頂點(diǎn)
while(w != -1) { // 掃描出邊表
if(--count[w] == 0) { // 鄰接頂點(diǎn)入度減1，如果入度為0則進(jìn)棧
count[w] = top;
top = w;
}
w = G.getNextNeighbor(v, w); // 兄弟結(jié)點(diǎn)（取頂點(diǎn)v的鄰接頂點(diǎn)w的下一鄰接頂點(diǎn)）
}
}
}
cout << endl;
}
#endif /* TopLogicalSort_h */
3.main.cpp
#include "TopLogicalSort.h"
int main(int argc, const char * argv[]) {
Graphlnk<char, int> G; // 聲明圖對(duì)象
TopLogicalSort(G); // AOV網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)渑判?
return 0;
}
測(cè)試數(shù)據(jù)：
6 8
A B C D E F
A B
A D
B F
C B
C F
E A
E F
E B
測(cè)試結(jié)果：
以上就是本文的全部?jī)?nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。
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