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数据结构(C实现)------- 图的邻接矩阵表示(一)
2015-01-21 11:08:04 来源: 作者: 【 】 浏览:52
Tags:数据结构 实现 ------- 邻接 矩阵 表示

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   邻接矩阵是表示顶点之间相邻顶点之间相邻关系的矩阵。设G=(V,E)是具有n个顶点的图,若(vi,vj)属于E,则对应G的邻接矩阵中的元素A[i][j] = wij 或1,否则,A[i][j] = 0或无穷大,其中,wij可以指边的权重。

   无向图或无向网的邻接矩阵一定是对称的,因为当(vi,vj)属于E时,也有(vj,vi)属于E。而有向图或有向网的邻接矩阵不一定对称,所以用邻接矩阵表示一个有n个顶点的有向图或有向网时,所需的存储空间为n^2。由于无向图或无向网的邻接矩阵是对称的,因此可采用压缩存储的方法,仅存储下三角矩阵(包括主对角线上的元素)中的元素,存储空间只需n*(n+1)/2。显然,邻接矩阵表示法的空间复杂度为s(n) = O(n^2)。

   用邻接矩阵表示图,除了存储用于表示顶点间相邻关系的邻接矩阵外,通常还需要一个一维数组存储顶点信息。设计如下:

?

#define MAX_VEX_NUM 50
typedef char VertexType;
typedef enum {
	DG, UDG
} GraphType;
typedef struct {
	VertexType vexs[MAX_VEX_NUM];
	int arcs[MAX_VEX_NUM][MAX_VEX_NUM];
	int vexnum, arcnum;
	GraphType type;
} MGraph;

建立图的邻接矩阵的算法描述如下:

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  (1) 输入图的类型(无向图还是有向图)

  (2) 输入图的顶点数,边数

  (3) 输入顶点的字符信息,建立顶点数组

  (4) 初始化邻接矩阵

  (5) 输入边的信息,建立图的邻接矩阵,注意区分是图的类型,另外,如果是有权图,邻接矩阵保存其边的权重,这里是无权图。

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算法源代码如下:

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void create_MG(MGraph *MG) {
	int i, j, k;
	int v1, v2, type;
	char c1, c2;
	printf(Please input graph type DG(0) or UDG(1) :);
	scanf(%d, &type);
	if (type == 0)
		MG->type = DG;
	else if (type == 1)
		MG->type = UDG;
	else {
		printf(Please input correct graph type DG(0) or UDG(1)!);
		return;
	}

	printf(Please input vexmun : );
	scanf(%d, &MG->vexnum);
	printf(Please input arcnum : );
	scanf(%d, &MG->arcnum);
	getchar();
	for (i = 1; i <= MG->vexnum; i++) {
		printf(Please input %dth vex(char):, i);
		scanf(%c, &MG->vexs[i]);
		getchar();
	}

	//初始化邻接矩阵
	for (i = 1; i <= MG->vexnum; i++) {
		for (j = 1; j <= MG->vexnum; j++) {
			MG->arcs[i][j] = 0;
		}
	}

	//输入边的信息,建立邻接矩阵
	for (k = 1; k <= MG->arcnum; k++) {
		printf(Please input %dth arc v1(char) v2(char) : , k);

		scanf(%c %c, &c1, &c2);
		v1 = getIndexOfVexs(c1, MG);
		v2 = getIndexOfVexs(c2, MG);
		if (MG->type上 == 1)
			MG->arcs[v1][v2] = MG->arcs[v2][v1] = 1;
		else
			MG->arcs[v1][v2] = 1;
		getchar();
	}
}
算法说明:

?

   该算法的时间复杂度为O(n^2+n*e),其中O(n^2)的时间耗费在邻接矩阵的初始化操作上,O(n*e)的时间耗费在邻接矩阵的建立操作上,因为在一般情况下,e<

?

完整代码如下:

?

/*
 ============================================================================
 Name        : Graph.c
 Author      : jesson20121020
 Version     : 1.0
 Description : create Graph using Adjacency Matrix, Ansi-style
 ============================================================================
 */

#include 
  
   
#include 
   
     #define MAX_VEX_NUM 50 typedef char VertexType; typedef enum { DG, UDG } GraphType; typedef struct { VertexType vexs[MAX_VEX_NUM]; int arcs[MAX_VEX_NUM][MAX_VEX_NUM]; int vexnum, arcnum; GraphType type; } MGraph; /** * 根据名称得到指定顶点在顶点集合中的下标 * vex 顶点 * return 如果找到,则返回下标,否则,返回0 */ int getIndexOfVexs(char vex, MGraph *MG) { int i; for (i = 1; i <= MG->vexnum; i++) { if (MG->vexs[i] == vex) { return i; } } return 0; } /** * 创建邻接矩阵 */ void create_MG(MGraph *MG) { int i, j, k; int v1, v2, type; char c1, c2; printf(Please input graph type DG(0) or UDG(1) :); scanf(%d, &type); if (type == 0) MG->type = DG; else if (type == 1) MG->type = UDG; else { printf(Please input correct graph type DG(0) or UDG(1)!); return; } printf(Please input vexmun : ); scanf(%d, &MG->vexnum); printf(Please input arcnum : ); scanf(%d, &MG->arcnum); getchar(); for (i = 1; i <= MG->vexnum; i++) { printf(Please input %dth vex(char):, i); scanf(%c, &MG->vexs[i]); getchar(); } //初始化邻接矩阵 for (i = 1; i <= MG->vexnum; i++) { for (j = 1; j <= MG->vexnum; j++) { MG->arcs[i][j] = 0; } } //输入边的信息,建立邻接矩阵 for (k = 1; k <= MG->arcnum; k++) { printf(Please input %dth arc v1(char) v2(char) : , k); scanf(%c %c, &c1, &c2); v1 = getIndexOfVexs(c1, MG); v2 = getIndexOfVexs(c2, MG); if (MG->type ==
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