【数据结构】邻接表的广度与深度遍历

邻接表：数组和链表相结合的方法。图中顶点一般用一个一维数组存储，也可以用单链表存储，每个顶点的邻接点构成一个线性表，一般为单链表。

无向图：

有向图：

代码：

#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "io.h"
#include "math.h"
#include "time.h"

#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0

#define MAXSIZE 9 /* 存储空间初始分配量 */
#define MAXEDGE 15
#define MAXVEX 9
#define INFINITY 65535

typedef int Status;	/* Status是函数的类型,其值是函数结果状态代码,如OK等 */
typedef int Boolean; /* Boolean是布尔类型,其值是TRUE或FALSE */

typedef char VertexType; /* 顶点类型应由用户定义 */
typedef int EdgeType; /* 边上的权值类型应由用户定义 */

/* 邻接矩阵结构 */
typedef struct
{
	VertexType vexs[MAXVEX]; /* 顶点表 */
	EdgeType arc[MAXVEX][MAXVEX];/* 邻接矩阵,可看作边表 */
	int numVertexes, numEdges; /* 图中当前的顶点数和边数 */
}MGraph;

/* 邻接表结构****************** */
typedef struct EdgeNode /* 边表结点 */
{
	int adjvex;    /* 邻接点域,存储该顶点对应的下标 */
	int weight;		/* 用于存储权值,对于非网图可以不需要 */
	struct EdgeNode *next; /* 链域,指向下一个邻接点 */
}EdgeNode;

typedef struct VertexNode /* 顶点表结点 */
{
	int in;	/* 顶点入度 */
	char data; /* 顶点域,存储顶点信息 */
	EdgeNode *firstedge;/* 边表头指针 */
}VertexNode, AdjList[MAXVEX];

typedef struct
{
	AdjList adjList;
	int numVertexes,numEdges; /* 图中当前顶点数和边数 */
}graphAdjList,*GraphAdjList;
/* **************************** */

/* 用到的队列结构与函数********************************** */
/* 循环队列的顺序存储结构 */
typedef struct
{
	int data[MAXSIZE];
	int front;    	/* 头指针 */
	int rear;		/* 尾指针,若队列不空,指向队列尾元素的下一个位置 */
}Queue;

/* 初始化一个空队列Q */
Status InitQueue(Queue *Q)
{
	Q->front=0;
	Q->rear=0;
	return  OK;
}

/* 若队列Q为空队列,则返回TRUE,否则返回FALSE */
Status QueueEmpty(Queue Q)
{
	if(Q.front==Q.rear) /* 队列空的标志 */
		return TRUE;
	else
		return FALSE;
}

/* 若队列未满,则插入元素e为Q新的队尾元素 */
Status EnQueue(Queue *Q,int e)
{
	if ((Q->rear+1)%MAXSIZE == Q->front)	/* 队列满的判断 */
		return ERROR;
	Q->data[Q->rear]=e;			/* 将元素e赋值给队尾 */
	Q->rear=(Q->rear+1)%MAXSIZE;/* rear指针向后移一位置, */
								/* 若到最后则转到数组头部 */
	return  OK;
}

/* 若队列不空,则删除Q中队头元素,用e返回其值 */
Status DeQueue(Queue *Q,int *e)
{
	if (Q->front == Q->rear)			/* 队列空的判断 */
		return ERROR;
	*e=Q->data[Q->front];				/* 将队头元素赋值给e */
	Q->front=(Q->front+1)%MAXSIZE;	/* front指针向后移一位置, */
									/* 若到最后则转到数组头部 */
	return  OK;
}
/* ****************************************************** */

void CreateMGraph(MGraph *G)
{
	int i, j;

	G->numEdges=15;
	G->numVertexes=9;

	/* 读入顶点信息,建立顶点表 */
	G->vexs[0]='A';
	G->vexs[1]='B';
	G->vexs[2]='C';
	G->vexs[3]='D';
	G->vexs[4]='E';
	G->vexs[5]='F';
	G->vexs[6]='G';
	G->vexs[7]='H';
	G->vexs[8]='I';

	for (i = 0; i < G->numVertexes; i++)/* 初始化图 */
	{
		for ( j = 0; j < G->numVertexes; j++)
		{
			G->arc[i][j]=0;
		}
	}

	G->arc[0][1]=1;
	G->arc[0][5]=1;

	G->arc[1][2]=1;
	G->arc[1][8]=1;
	G->arc[1][6]=1; 

	G->arc[2][3]=1;
	G->arc[2][8]=1; 

	G->arc[3][4]=1;
	G->arc[3][7]=1;
	G->arc[3][6]=1;
	G->arc[3][8]=1;

	G->arc[4][5]=1;
	G->arc[4][7]=1;

	G->arc[5][6]=1; 

	G->arc[6][7]=1; 

	for(i = 0; i < G->numVertexes; i++)
	{
		for(j = i; j < G->numVertexes; j++)
		{
			G->arc[j][i] =G->arc[i][j];
		}
	}

}

/* 利用邻接矩阵构建邻接表 */
void CreateALGraph(MGraph G,GraphAdjList *GL)
{
	int i,j;
	EdgeNode *e;

	*GL = (GraphAdjList)malloc(sizeof(graphAdjList));

	(*GL)->numVertexes=G.numVertexes;
	(*GL)->numEdges=G.numEdges;
	for(i= 0;i <G.numVertexes;i++) /* 读入顶点信息,建立顶点表 */
	{
		(*GL)->adjList[i].in=0;
		(*GL)->adjList[i].data=G.vexs[i];
		(*GL)->adjList[i].firstedge=NULL; 	/* 将边表置为空表 */
	}

	for(i=0;i<G.numVertexes;i++) /* 建立边表 */
	{
		for(j=0;j<G.numVertexes;j++)
		{
			if (G.arc[i][j]==1)
			{
				e=(EdgeNode *)malloc(sizeof(EdgeNode));
				e->adjvex=j;					/* 邻接序号为j */
				e->next=(*GL)->adjList[i].firstedge;	/* 将当前顶点上的指向的结点指针赋值给e */
				(*GL)->adjList[i].firstedge=e;		/* 将当前顶点的指针指向e */
				(*GL)->adjList[j].in++;

			}
		}
	}

}

Boolean visited[MAXSIZE]; /* 访问标志的数组 */

/* 邻接表的深度优先递归算法 */
void DFS(GraphAdjList GL, int i)
{
	EdgeNode *p;
 	visited[i] = TRUE;
 	printf("%c ",GL->adjList[i].data);/* 打印顶点,也可以其它操作 */
	p = GL->adjList[i].firstedge;
	while(p)
	{
 		if(!visited[p->adjvex])
 			DFS(GL, p->adjvex);/* 对为访问的邻接顶点递归调用 */
		p = p->next;
 	}
}

/* 邻接表的深度遍历操作 */
void DFSTraverse(GraphAdjList GL)
{
	int i;
 	for(i = 0; i < GL->numVertexes; i++)
 		visited[i] = FALSE; /* 初始所有顶点状态都是未访问过状态 */
	for(i = 0; i < GL->numVertexes; i++)
 		if(!visited[i]) /* 对未访问过的顶点调用DFS,若是连通图,只会执行一次 */
			DFS(GL, i);
}

/* 邻接表的广度遍历算法 */
void BFSTraverse(GraphAdjList GL)
{
	int i;
    EdgeNode *p;
	Queue Q;
	for(i = 0; i < GL->numVertexes; i++)
       	visited[i] = FALSE;
    InitQueue(&Q);
   	for(i = 0; i < GL->numVertexes; i++)
   	{
		if (!visited[i])
		{
			visited[i]=TRUE;
			printf("%c ",GL->adjList[i].data);/* 打印顶点,也可以其它操作 */
			EnQueue(&Q,i);
			while(!QueueEmpty(Q))
			{
				DeQueue(&Q,&i);
				p = GL->adjList[i].firstedge;	/* 找到当前顶点的边表链表头指针 */
				while(p)
				{
					if(!visited[p->adjvex])	/* 若此顶点未被访问 */
 					{
 						visited[p->adjvex]=TRUE;
						printf("%c ",GL->adjList[p->adjvex].data);
						EnQueue(&Q,p->adjvex);	/* 将此顶点入队列 */
					}
					p = p->next;	/* 指针指向下一个邻接点 */
				}
			}
		}
	}
}

int main(void)
{
	MGraph G;
	GraphAdjList GL;
	CreateMGraph(&G);
	CreateALGraph(G,&GL);

	printf("\n深度遍历:");
	DFSTraverse(GL);
	printf("\n广度遍历:");
	BFSTraverse(GL);
	return 0;
}