以邻接表作为存储结构的图的深度优先遍历和广度优先遍历（c++版)

一、图的存储

用邻接表法存储图，存储结构分为两部分，一部分为存储图的所有顶点的数组，另一部分为挂载在数组的每个元素后面的用来表示顶点的邻接点的链表。

1、存储顶点的结构单元为：

class vnode
{
public:
    string nodename;
    bool visted;//进行图的遍历时用于标记图是否被访问过
    node *next;
    vnode()
    {
        visted = false;
        next = NULL;
    }
};

链表的结构单元为：

class node
{
public:
    string nodename;
    int nodeindex;//节点的索引，用于快速定位节点在顶点数组中的位置
    int weight;//权值，用于存储顶点之间的信息
    node *next;
    node() { next = NULL; }
};

2、现在声明Graph这个类，类的声明为（有关图的遍历的成员函数也以包含进来）：

class Graph
{
public:
    Graph();
    ~Graph();
    bool DeepFirstSearch(int nodeindex);
    void ClearVisited();
    bool WideFirstSearch(int nodeindex);protected:
    vnode *pvnode;
    int vnumber;
};

3、下面是Graph类的成员函数的定义为（先实现关于图的存储的成员函数）：

Graph::Graph()
{
    cout << "请输入节点的个数:";
    cin >> vnumber;
    pvnode = new vnode[vnumber];        //通过new创建顶点数组
    for (int i = 0; i < vnumber; i++)   //通过for循环将图的信息输入
    {
        cout << endl;
        cout << "请输入节点:";
        cin >> pvnode[i].nodename;
        string check;                   //输入某个顶点的邻接点时，以"#"作为输入的结束标志
        while (1)
        {
            cout << "请输入节点的相邻节点:";
            cin >> check;
            if (check == "#") { break; }//如果输入的"#"就跳出输入循环
            node *temp = new node;      //如果不是，就分配节点内存，完善相关信息
            temp->nodename = check;
            cout << "请输入相邻节点的序号和权值:";
            cin >> temp->nodeindex >> temp->weight;
            temp->next = pvnode[i].next;  //并将新输入的节点放到相应的链表中
            pvnode[i].next = temp;
        }
    }
}
Graph::~Graph()                         //释放内存时，先释放链表占用的内存，然后释放数组占用的内存
{
    node*currentnode = NULL;             //释放链表占用的内存
    node*temp = NULL;
    for (int i = 0; i < vnumber; i++)
    {
        currentnode = pvnode[i].next;
        while (currentnode != NULL)
        {
            temp = currentnode->next;    //保存当前节点的下一个节点的内存
            delete currentnode;          //释放当前节点的内存
            currentnode = temp;          //下一个节点作为当前的节点
        }
    }
    delete[]pvnode;                      //释放数组占用的内存
}

二、图的遍历

1、深度优先遍历

深度优先遍历通过递归的算法实现

下面是实现图的深度优先遍历的成员函数的实现：

bool Graph::DeepFirstSearch(int nodeindex)
{
    if (nodeindex < 0 || nodeindex >= vnumber)            //判断指定的起始节点是否合法
    {
        cout << "The nodeindex does not exist..";
        return false;
    }
    if (pvnode[nodeindex].visted == false)                //判断当前节点是否被访问过，如果没有，则继续
    {
        cout << pvnode[nodeindex].nodename << " ";        //输出节点的名字
        pvnode[nodeindex].visted = true;                  //修改访问记录
        node *currentnode=pvnode[nodeindex].next;         //找到当前节点相邻的一个节点
        while (currentnode != NULL)
        {
            DeepFirstSearch(currentnode->nodeindex);      //通过递归继续上述操作
            currentnode = currentnode->next;              //换当前节点的另一个相邻节点试试
        }
    }
    return true;
}

2、广度优先遍历

广度优先遍历需要借助队列这种数据结构。

代码实现：

bool Graph::WideFirstSearch(int nodeindex)
{
    if (nodeindex < 0 || nodeindex >= vnumber)          //判断输入的节点索引是否合法
    {
        cout << "The nodeindex does not exist..";
        return false;
    }
    Queue<int> queue(vnumber);
    cout << "广度优先搜索的遍历结果为:";
    cout << pvnode[nodeindex].nodename << " ";          //将起始节点的名字打印出来
    pvnode[nodeindex].visted = true;                    //更改起始节点的访问记录
    queue.EnQueue(nodeindex);                           //起始节点入队列
    int temp=0;
    node *currentnode = NULL;
    while (queue.QueueEmpty() == false)                 //对于每一个入队的节点，
    {
        queue.DeQueue(temp);
        currentnode = pvnode[temp].next;                //按入队顺序访问其相邻的全部节点
        while (currentnode!= NULL)
        {
            if (pvnode[currentnode->nodeindex].visted == false)
            {
                cout << currentnode->nodename << " ";
                pvnode[currentnode->nodeindex].visted = true;     //已经访问过的节点更改访问记录并入队
                queue.EnQueue(currentnode->nodeindex);
            }
            currentnode = currentnode->next;
        }
    }
    cout << endl;
    return true;
}

3、由于这两种算法都需要对节点的访问记录进行修改，所以每次用这两种的某一种算法实现遍历后需要初始化访问记录才能继续使用。

初始化访问记录的函数代码实现为：

void Graph::ClearVisited()
{
    for (int i = 0; i < vnumber; i++)
    {
        pvnode[i].visted = false;
    }
}

注：完整的代码在下面赋上，另附上实现队列的完整代码

http://files.cnblogs.com/files/Rcchio/Graph.rar