数据结构图实验报告

数据结构图实验报告数据结构图实验报告数据结构图实验报告xxx公司数据结构图实验报告文件编号：文件日期：修订次数：第1.0次更改批准审核制定方案设计，管理制度一、实验目的和要求（1）掌握图的相关概念，包括图，有向图，无向图，完全图，子图，连通图，度，入度，出度，简单回路和环等定义。（2）重点掌握图的各种存储结构，包括邻接矩阵和邻接表等。（3）重点掌握图的基本运算，包括创建图，输出图，深度优先遍历，广度优先遍历等。（4）掌握图的其他运算，包括最小生成树，最短路径，拓扑排序和关键路径等算法。（5）灵活运用图这种数据结构解决一些综合应用问题。二、实验内容和方法(1)实验内容：1、编写一个程序，实现不带权图和带权图的邻接矩阵与邻接表的相互转换算法、输出邻接矩阵与邻接表的算法，并在此基础上设计一个程序实现如下功能：①建立如图1所示的有向图G的邻接矩阵，并输出；②由有向图G的邻接矩阵产生邻接表，并输出；③再由②的邻接表产生对应的邻接矩阵，并输出。11569758453015243图12、编写一个程序，实现图的遍历运算，并在此基础上设计一个程序完成如下功能：①输出图1所示的有向图G从顶点0开始的深度优先遍历序列（递归算法）；②输出图1所示的有向图G从顶点0开始的深度优先遍历序列（非递归算法）；③输出图1所示的有向图G从顶点0开始的广度优先遍历序列。3、设计一个程序,采用邻接表存储图，并输出图（a）中从指定顶点1出发的所有深度优先遍历序列。(2)实验方法：1、综合运用课本所学的知识，用不同的算法实现在不同的程序功能。2、结合指导老师的指导，解决程序中的问题，正确解决实际中存在的异常情况，逐步改善功能。3、根据实验内容，编译程序。三、实验环境：Windows7，VisualC++三、实验过程描述文件中定义了图的邻接矩阵表示类型和邻接表表示类型，该头文件在以下三个实验中都会使用到。其代码如下：#ifndefGRAPH_H_INCLUDED#ifndefGRAPH_H_INCLUDED#defineGRAPH_H_INCLUDEDtypedefintInfoType;#defineMAXV100//最大顶点个数#defineINF32767//INF表示无限大//以下定义邻接矩阵类型typedefstruct{intno;InfoTypeinfo;}VertexType;typedefstruct{intedges[MAXV][MAXV];intn,e;VertexTypevexs[MAXV];}MGraph;//以下定义邻接表类型typedefstructANode{intadjvex;structANode*nextarc;InfoTypeinfo;}ArcNode;typedefintVertex;typedefstructVNode{Vertexdata;ArcNode*firstarc;}VNode;typedefVNodeAdjList[MAXV];typedefstruct{AdjListadjlist;intn,e;}ALGraph;#endif//GRAPH_H_INCLUDEDVertexTypevexs[MAXV];VertexTypevexs[MAXV];}MGraph;//以下定义邻接表类型typedefstructANode{intadjvex;structANode*nextarc;InfoTypeinfo;}ArcNode;typedefintVertex;typedefstructVNode{Vertexdata;ArcNode*firstarc;}VNode;typedefVNodeAdjList[MAXV];typedefstruct{AdjListadjlist;intn,e;}ALGraph;#endif//GRAPH_H_INCLUDED实验①源程序。一、输入如下所示程序；//文件名：//文件名：#include<>#include<>#include""externvoidMatToList1(MGraph,ALGraph*&);externvoidListToMat1(ALGraph*,MGraph&);externvoidDispMat1(MGraph);externvoidDispAdj1(ALGraph*);intmain()intmain(){inti,j;MGraphg,g1;ALGraph*G;intA[MAXV][6]={{0,5,INF,7,INF,INF},{INF,0,4,INF,INF,INF},{8,INF,0,INF,INF,9},{INF,INF,5,0,INF,6},{INF,INF,INF,5,0,INF},{3,INF,INF,INF,1,0}};=6;=10;for(i=0;i<;i++)for(j=0;j<;j++)[i][j]=A[i][j];printf("有向图G的邻接矩阵：\n");DispMat1(g);G=(ALGraph*)malloc(sizeof(ALGraph));printf("图G的邻接矩阵转换成邻接表：\n");MatToList1(g,G);DispAdj1(G);printf("图G的邻接表转换成邻接矩阵：\n");ListToMat1(G,g1);DispMat1(g1);return0;}//文件名：//文件名：#include<>#include<>#include""//不带权图的算法voidMatToList(MGraphg,ALGraph*&G){inti,j;ArcNode*p;G=(ALGraph*)malloc(sizeof(ALGraph));for(i=0;i<;i++)for(j=;j>=0;j--)if[i][j]!=0)if[i][j]!=0){p=(ArcNode*)malloc(sizeof(ArcNode));p->adjvex=j;p->nextarc=G->adjlist[i].firstarc;G->adjlist[i].firstarc=p;}G->n=;G->e=;}voidListToMat(ALGraph*G,MGraph&g){inti,j;ArcNode*p;for(i=0;i<G->n;i++)for(j=0;j<G->n;j++)[i][j]=0;for(i=0;i<G->n;i++){p=G->adjlist[i].firstarc;while(p!=NULL){[i][p->adjvex]=1;p=p->nextarc;}}=G->n;=G->e;}voidDispMat(MGraphg){inti,j;for(i=0;i<;i++){for(j=0;j<;j++)printf("%3d",[i][j]);printf("\n");}}voidDispAdj(ALGraph*G){inti;ArcNode*p;for(i=0;i<G->n;i++){p=G->adjlist[i].firstarc;printf("%3d:",i);while(p!=NULL){printf("%3d",p->adjvex);p=p->nextarc;}printf("\n");}}irstarc=NULL;for(i=0;i<;i++)for(j=;j>=0;j--)if[i][j]!=0&&[i][j]!=INF){p=(ArcNode*)malloc(sizeof(ArcNode));p->adjvex=j;p->info=[i][j];p->nextarc=G->adjlist[i].firstarc;G->adjlist[i].firstarc=p;}G->n=;G->e=;}voidListToMat1(ALGraph*G,MGraph&g){inti,j;ArcNode*p;for(i=0;i<G->n;i++)for(j=0;j<G->n;j++)if(i==j)[i][j]=0;else[i][j]=INF;for(i=0;i<G->n;i++){p=G->adjlist[i].firstarc;while(p!=NULL){[i][p->adjvex]=p->info;p=p->nextarc;}}=G->n;=G->e;}voidDispMat1(MGraphg){inti,j;for(i=0;i<;i++){for(j=0;j<;j++)if[i][j]==INF)printf("%3s","∞");elseprintf("%3d",[i][j]);printf("\n");}}voidDispAdj1(ALGraph*G){inti;ArcNode*p;for(i=0;i<G->n;i++){p=G->adjlist[i].firstarc;printf("%3d:",i);while(p!=NULL){printf("%3d(%d)",p->adjvex,p->info);p=p->nextarc;}printf("\n");}}voidDispAdj1(ALGraph*G)voidDispAdj1(ALGraph*G){inti;ArcNode*p;for(i=0;i<G->n;i++){p=G->adjlist[i].firstarc;printf("%3d:",i);while(p!=NULL){printf("%3d(%d)",p->adjvex,p->info);p=p->nextarc;}printf("\n");}}二、编译并链接程序；三、运行程序，结果如下图：实验eq\o\ac(○,2)源程序一、输入如下所示程序；//文件名：//文件名：#include<>#include<>#include""externvoidMatToList1(MGraph,ALGraph*&);externvoidDispAdj1(ALGraph*G);externvoidDFS(ALGraph*G,intv);externvoidDFS1(ALGraph*G,intv);externvoidDFS2(ALGraph*G,intv);externvoidBFS(ALGraph*G,intv);intmain(){inti,j;MGraphg;ALGraph*G;intA[MAXV][6]={{0,5,INF,7,INF,INF},{INF,0,4,INF,INF,INF},{8,INF,0,INF,INF,9},{INF,INF,5,0,INF,6},{INF,INF,INF,5,0,INF},{3,INF,INF,INF,1,0}};=6;=10;for(i=0;i<;i++)for(j=0;j<;j++)[i][j]=A[i][j];G=(ALGraph*)malloc(sizeof(ALGraph));MatToList1(g,G);printf("图G的邻接表：\n");DispAdj1(G);printf("从顶点0开始的DFS（递归算法）：\n");DFS(G,0);printf("\n");printf("从顶点0开始的DFS（非递归算法）：\n");DFS1(G,0);printf("\n");printf("从顶点0开始的BFS：\n");BFS(G,0);printf("\n");returne0；}irstarirstarc;while(p!=NULL){if(visited[p->adjvex]==0)DFS(G,p->adjvex);p=p->nextarc;}}voidDFS1(ALGraph*G,intv)irstarc;while(top>-1){p=St[top];top--;while(p!=NULL){w=p->adjvex;if(visited[w]==0){printf("%3d",w);visited[w]=1;top++;St[top]=G->adjlist[w].firstarc;break;}p=p->nextarc;}}printf("\n");}voidBFS(ALGraph*G,intv){ArcNode*p;intqueue[MAXV],front=0,rear=0;intvisited[MAXV];intw,i;for(i=0;i<G->n;i++)visited[i]=0;printf("%3d",v);visited[v]=1;rear=(rear+1)%MAXV;queue[rear]=v;while(front!=rear){front=(front+1)%MAXV;w=queue[front];p=G->adjlist[w].firstarc;while(p!=NULL){if(visited[p->adjvex]==0){printf("%3d",p->adjvex);visited[p->adjvex]=1;rear=(rear+1)%MAXV;queue[rear]=p->adjvex;}p=p->nextarc;}}printf("\n");}voidMatToList1(MGraphg,ALGraph*&G){inti,j;ArcNode*p;G=(ALGraph*)malloc(sizeof(ALGraph));for(i=0;i<;i++)G->adjlist[i].firstarc=NULL;for(i=0;i<;i++)for(j=;j>=0;j--)if[i][j]!=0&&[i][j]!=INF){p=(ArcNode*)malloc(sizeof(ArcNode));p->adjvex=j;p->info=[i][j];p->nextarc=G->adjlist[i].firstarc;G->adjlist[i].firstarc=p;}G->n=;G->e=;}voidDispAdj1(ALGraph*G){inti;ArcNode*p;for(i=0;i<G->n;i++){p=G->adjlist[i].firstarc;printf("%3d:",i);while(p!=NULL){printf("%3d(%d)",p->adjvex,p->info);p=p->nextarc;}printf("\n");}}top++;top++;St[top]=G->adjlist[w].firstarc;break;}p=p->nextarc;}}printf("\n");}voidBFS(ALGraph*G,intv){ArcNode*p;intqueue[MAXV],front=0,rear=0;intvisited[MAXV];intw,i;for(i=0;i<G->n;i++)visited[i]=0;printf("%3d",v);visited[v]=1;rear=(rear+1)%MAXV;queue[rear]=v;while(front!=rear){front=(front+1)%MAXV;w=queue[front];p=G->adjlist[w].firstarc;while(p!=NULL){if(visited[p->adjvex]==0){printf("%3d",p->adjvex);visited[p->adjvex]=1;rear=(rear+1)%MAXV;queue[rear]=p->adjvex;}p=p->nextarc;}}printf("\n");}voidMatToList1(MGraphg,ALGraph*&G){inti,j;ArcNode*p;G=(ALGraph*)malloc(sizeof(ALGraph));for(i=0;i<;i++)G->adjlist[i].firstarc=NULL;for(i=0;i<;i++)for(j=;j>=0;j--)if[i][j]!=0&&[i][j]!=INF){p=(ArcNode*)malloc(sizeof(ArcNode));p->adjvex=j;p->info=[i][j];p->nextarc=G->adjlist[i].firstarc;G->adjlist[i].firstarc=p;}G->n=;G->e=;}voidDispAdj1(ALGraph*G){inti;ArcNode*p;for(i=0;i<G->n;i++){p=G->adjlist[i].firstarc;printf("%3d:",i);while(p!=NULL){printf("%3d(%d)",p->adjvex,p->info);p=p->nextarc;}printf("\n");}}voidMatToList1(MGraphg,ALGraph*&G)voidMatToList1(MGraphg,ALGraph*&G){inti,j;ArcNode*p;G=(ALGraph*)malloc(sizeof(ALGraph));for(i=0;i<;i++)G->adjlist[i].firstarc=NULL;for(i=0;i<;i++)for(j=;j>=0;j--)if[i][j]!=0&&[i][j]!=INF){p=(ArcNode*)malloc(sizeof(ArcNode));p->adjvex=j;p->info=[i][j];p->nextarc=G->adjlist[i].firstarc;G->adjlist[i].firstarc=p;}G->n=;G->e=;}voidDispAdj1(ALGraph*G){inti;ArcNode*p;for(i=0;i<G->n;i++){p=G->adjlist[i].firstarc;printf("%3d:",i);while(p!=NULL){printf("%3d(%d)",p->adjvex,p->info);p=p->nextarc;}printf("\n");}}二、对程序进行编译链接；三、运行该程序，结果如图实验③源程序。一、输入如下所示程序；#include<>#include<>#include<>#include""externvoidMatToList(MGraph,ALGraph*&);externvoidDispAdj(ALGraph*);intvisited[MAXV];voidDFSALL(ALGraph*G,intv,intpath[],intd){ArcNode*p;visited[v]=1;path[d]=v;d++;if(d==G->n){for(intk=0;k<d;k++)printf("%2d",path[k]);printf("\n");}p=G->adjlist[v].firstarc;while(p!=NULL){if(visited[p->adjvex]==0)DFSALL(G,p->adjvex,path,d);p=p->nextarc;}visited[v]=0;}intmain(){intpath[MAXV],i,j,v=1;MGraphg;ALGraph*G;=5;=8;intA[MAXV][MAXV]={{0,1,0,1,1},{1,0,1,1,0},{0,1,0,1,1},{1,1,1,0,1},{1,0,1,1,0}};for(i=0;i<;i++)for(j=0;j<;j++)[i][j]=A[i][j];MatToList(g,G);for(i=0;i<;i++)visited[i]=0;printf("图G的邻接表：\n");DispAdj(G);printf("从顶点%d出发的所有深度优先序列：\n",v);DFSALL(G,v,path,0);printf("\n");return0;}voidMatToList(MGraphg,ALGraph*&G){inti,j;ArcNode*p;G=(ALGraph*)malloc(sizeof(ALGraph));for(i=0;i<;i++)G->adjlist[i].firstarc=NULL;for(i=0;i<;i++)for(j=;j>=0;j--)if[i][j]!=0){p=(ArcNode*)malloc(sizeof(ArcNode));p->adjvex=j;p->nextarc=G->adjlist[i].firstarc;G->adjlist[i].firstarc=p;}G->n=;G->e=;}voidDispAdj(ALGraph*G){inti;ArcNode*p;for(i=0;i<G->n;i++){p=G->adjlist[i].firstarc;printf("%3d:",i);while(p!=NULL){printf("%3d",p->adjvex);p=p->nextarc;}printf("\n");}}if(visited[p->adjvex]==0)if(visited[p->adjvex]==0)DFSALL(G,p->adjvex,path,d);p=p->nextarc;}visited[v]=0;}intmain(){intpath[MAXV],i,j,v=1;MGraphg;ALGraph*G;=5;=8;intA[MAXV][MAXV]={{0,1,0,1,1},{1,0,1,1,0},{0,1,0,1,1},{1,1,1,0,1},{1,0,1,1,0}};for(i=0;i<;i++)for(j=0;j<;j++)[i][j]=A[i][j];MatToList(g,G);for(i=0;i<;i+