图的深度优先和广度优先搜索算法

  本文取自《数据结构与算法》(C语言版)(第三版)，出版社是清华大学出版社。

       图的深度优先搜索算法的基本思想是：从图G的某个顶点V0出发,访问V0,然后选择一个与V0相邻且未被访问过的顶点Vi访问,再从Vi出发选择一个与Vi相邻且未被访问的顶点Vj进行访问,依此下去,直到当前被访问过的顶点的所有邻接顶点都已被访问,则按相反顺序退回到已访问的顶点序列中,如果其中的顶点还存在未被访问的相邻顶点W,则从W出发,按相同的方法继续访问。直到图中的所有顶点均被访问。

       无向图的深度优先搜索过程示意图：

       

 

      其程序如下：

  1   #include<stdio.h>
  2   #include<stdlib.h>
  3   #include<string.h>
  4   #define MaxVertexNum 100
  5   int visited[MaxVertexNum];
  6 
  7   typedef struct node
  8   {
  9     int adjvex;
 10     struct node *nextrarc;
 11     int info;
 12   }EdgeNode;
 13 
 14   typedef struct vnode
 15   {
 16     char vexdate;
 17     EdgeNode *firstarc;
 18   }VertexNode;
 19 
 20   typedef VertexNode AdjList[MaxVertexNum];
 21 
 22   typedef struct
 23   {
 24     AdjList adjlist;
 25     int n,e;
 26   }ALGraph;
 27 
 28   int initGraph(ALGraph* aGraph);
 29   int mFind(char aChar, ALGraph* aGraph);
 30   int createHead(char aChar, ALGraph* aGraph);
 31   void addBody(char aChar, int aPos, ALGraph* aGraph);
 32   void showGraph(ALGraph* aGraph);
 33   void DFSTraverse(ALGraph* aGraph);
 34   void DFS(ALGraph* aGraph, int v);
 35 
 36   int main(void)
 37   {
 38     char a;
 39     char sep1;
 40     char sep2;
 41     int isBody=0;
 42     int isFinish=0;
 43     int headPos=-1;
 44     ALGraph g_graph;
 45     initGraph(&g_graph);
 46 
 47     printf("Input arcs like this ' a-> b c d',end with $\n");
 48     while(isFinish==0)
 49     {
 50       isBody=0;
 51       while(1)
 52       {
 53         //a=getChar();
 54         scanf("%c",&a);
 55         if(a=='-'||a=='\n'||a==' '||a=='>')
 56         {
 57           if(a=='>')
 58             isBody=1;
 59           continue;
 60         }
 61         if(a=='$'||a=='#')
 62         {
 63           if(a=='#')
 64             isFinish=1;
 65           break;
 66         }
 67 
 68         if(a=='>')
 69         {
 70           isBody=1;
 71           continue;
 72         }
 73         if(isBody==1)
 74         {
 75           addBody(a,headPos,&g_graph);
 76         }
 77         else
 78         {
 79           if((headPos=mFind(a,&g_graph))==-1)
 80             headPos=createHead(a,&g_graph);
 81         }
 82       }
 83     }
 84     showGraph(&g_graph);
 85     printf("The DFS is:\n");
 86     DFSTraverse(&g_graph);
 87     return 0;
 88   }
 89 
 90   void DFSTraverse(ALGraph* aGraph)
 91   {
 92     int i=0;
 93     for(i=0; i<aGraph->n; i++)
 94     {
 95       visited[i]=0;
 96     }
 97     for(i=0; i<aGraph->n; i++)
 98     {
 99       if(!visited[i])
100         DFS(aGraph,i);
101     }
102   }
103 
104   void DFS(ALGraph* aGraph, int v)
105   {
106     EdgeNode* w;
107     visited[v]=1;
108     printf(" %c", aGraph->adjlist[v].vexdate);
109     w=aGraph->adjlist[v].firstarc;
110     for(w=aGraph->adjlist[v].firstarc; w; w=w->nextrarc)
111     {
112       if(!visited[w->adjvex])
113         DFS(aGraph, w->adjvex);
114     }
115   }
116 
117   void showGraph(ALGraph* aGraph)
118   {
119     int i=0;
120     for(i=0; i<aGraph->n; i++)
121     {
122       EdgeNode* pos;
123       printf("%c->", aGraph->adjlist[i]);
124       pos=aGraph->adjlist[i].firstarc;
125       while(pos!=NULL)
126       {
127         printf("%d",pos->adjvex);
128         pos=pos->nextrarc;
129       }
130       printf("\n");
131     }
132   }
133 
134   void addBody(char aChar, int aPos, ALGraph* aGraph)
135   {
136     int inversePos;
137     EdgeNode* node=(EdgeNode*) malloc(sizeof(EdgeNode));
138     if((node->adjvex=mFind(aChar,aGraph))==-1)
139       node->adjvex=createHead(aChar,aGraph);
140     node->info=-1;
141     node->nextrarc=NULL;
142     if(aGraph->adjlist[aPos].firstarc==NULL)
143     {
144       aGraph->adjlist[aPos].firstarc=node;
145     }
146     else
147     {
148       EdgeNode* tail=aGraph->adjlist[aPos].firstarc;
149       while(tail->nextrarc!=NULL)
150         tail=tail->nextrarc;
151       tail->nextrarc=node;
152     }
153     inversePos=node->adjvex;
154     node=(EdgeNode*)malloc(sizeof(EdgeNode));
155     node->adjvex=aPos;
156     node->info=-1;
157     node->nextrarc=NULL;
158     if(aGraph->adjlist[inversePos].firstarc==NULL)
159     {
160       aGraph->adjlist[inversePos].firstarc=node;
161     }
162     else
163     {
164       EdgeNode* tail=aGraph->adjlist[inversePos].firstarc;
165       while(tail->nextrarc!=NULL)
166         tail=tail->nextrarc;
167       tail->nextrarc=node;
168     }
169   }
170 
171   int createHead(char aChar, ALGraph* aGraph)
172   {
173     int currPos=aGraph->n;
174     aGraph->adjlist[currPos].vexdate=aChar;
175     aGraph->n++;
176     return currPos;
177   }
178 
179   int mFind(char aChar, ALGraph* aGraph)
180   {
181     int i=0;
182     for(i=0; i<aGraph->n; i++)
183     {
184       if(aChar==aGraph->adjlist[i].vexdate)
185         return i;
186     }
187     return -1;
188   }
189 
190   int initGraph(ALGraph* aGraph)
191   {
192     int i=0;
193     aGraph->e=0;
194     aGraph->n=0;
195     for(i=0; i<MaxVertexNum; i++)
196     {
197       aGraph->adjlist[i].firstarc=NULL;
198     }
199     return 0;
200   }

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