图的邻接表存储及基本操作

图的存储方式有很多种，这里是以邻接表存储为例实现的。图的基本操作包括初始化一个空图、插入一节点、插入条边、深度优先遍历、广度优先遍历、销毁图等

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#define OK 1
#define ERROR -1
#define MAX_VEX 10//最大顶点数
typedef int InfoType;
typedef char VexType;//顶点的类型
typedef int WeightType;//权值的类型

图的种类（有向图、无向图、加权有向图、加权无向图），采用枚举法

typedef enum
{DG = 1, AG, WDG, WAG//有向图  无向图  带权有向图  带权无向图
}GraphKind;

邻接表的前半部分是顺序表，所以定义一个顺序表的结构体

typedef struct VexNode
{VexType data;//顶点的值int indegree;//顶点的度LinkNode *firstarc;//指向第一个表节点，有向图是入度或出度或没有
}VexNode;//顶点节点类型定义

邻接表后半部分是链表，所以定一个链表的结构体

typedef struct LinkNode
{int adjvex;//邻接点在头结点数组中的位置（下标）InfoType info;//节点信息   如权值struct LinkNode *nextarc;//指向下一个表节点
}LinkNode;

接下来定义图的结构体

typedef struct
{GraphKind kind;int vexnum;//顶点的个数VexNode AdjList[MAX_VEX];//头结点的类型的数组
}ALGraph;

在图的一系列基本操作中需要队列的帮助

//队列的结构体
typedef struct SqQueue
{VexType array[MAX_VEX];int front;int rear;
}SqQueue;//初始化一个空队列
SqQueue Creat_SqQueue()
{SqQueue Q;Q.front = 0;Q.rear = 0;return Q;
}//入队列  若成功返回1  否则返回-1
int InsertQueue(SqQueue *Q, VexType e)
{if ((Q->rear+1)%MAX_VEX == Q->front){printf("The queue is full.\n");return ERROR;}else{Q->array[Q->rear] = e;Q->rear = (Q->rear + 1) % MAX_VEX;//printf("Insert success!\n\n");}return OK;
}//出队列 若成功返回弹出的元素  若不成功返回-1
VexType DeletaQueue(SqQueue *Q)
{VexType e = 0;if (Q->front == Q->rear){printf("This queue is empty!\n");return ERROR;}else{e = Q->array[Q->front];Q->front = (Q->front + 1) % MAX_VEX;//printf("Delete success!\n");}return e;
}

建立一个空图

ALGraph CreatGraph() {ALGraph G;int i;//循环变量int a = 0;printf("1.DG\n2.AG\n3.WDG\n4.WAG\n");printf("please enter the type of graph(according to the code):\n");scanf("%d", &a);//确定图的类型switch (a){case 1:G.kind = DG;break;case 2:G.kind = AG;break;case 3:G.kind = WDG;break;case 4:G.kind = WAG;break;default:printf("The type of the graph is error\n");break;}G.vexnum = 0;//结点个数置为0for (i = 0; i < MAX_VEX; i++)//把所有节点的度置为0{G.AdjList[i].indegree = 0;G.AdjList[i].firstarc = NULL;}return G;
}

插入节点时需要判断节点是否在，若不存在插入，如存在插入失败

//定位节点  若存在返回1  若不存在返回-1
int LocateVex(ALGraph *G, VexType v) {int i = 0;int a = 0;printf("v = %c\n", v);for (i = 0; i < G->vexnum; i++){if (G->AdjList[i].data == v){a++;break;}}if (a == 0){return ERROR;}return OK;
}

在图中插入一个节点

void InsertVex(ALGraph *G){int res = 0;if (G->vexnum + 1 == MAX_VEX){printf("The graph is overflow!\n");}else{VexType u = '\0';printf("please enter data:\n");getchar();scanf("%c", &u);res = LocateVex(G, u);if (res == -1)//没有节点   添加{G->AdjList[G->vexnum].data = u;G->AdjList[G->vexnum].firstarc = NULL;G->vexnum++;//printf("insert vertex success\n");}else{printf("insert vertex fail\n");}}
}

在图中插入一条边时，要判断图的类型，不同的类型，插入操作是不一样的

void InsertArc(ALGraph *G) {if (G->kind == DG)//有向图{LinkNode *p;LinkNode *r;int tail = 0;//弧尾（起点）int head = 0;//弧头（终点）p = (LinkNode *)malloc(sizeof(LinkNode));printf("please enter the tail:");scanf("%d", &tail);printf("please enter the head:");scanf("%d", &head);if (tail < G->vexnum && head < G->vexnum){p->adjvex = head;p->nextarc = NULL;p->info = 0;r = G->AdjList[tail].firstarc;p->nextarc = r;G->AdjList[tail].firstarc = p;G->AdjList[tail].indegree++;printf("insert arc success\n");}else{printf("vertex is not exit.");}}else if(G->kind == AG)//无向图{LinkNode *p;LinkNode *q;LinkNode *r;LinkNode *s;int tail = 0;int head = 0;p = (LinkNode *)malloc(sizeof(LinkNode));q = (LinkNode *)malloc(sizeof(LinkNode));s = (LinkNode *)malloc(sizeof(LinkNode));printf("please enter the tail:");scanf("%d", &tail);printf("please enter the head:");scanf("%d", &head);if (tail < G->vexnum && head < G->vexnum){p->adjvex = head;p->info = 0;p->nextarc = NULL;r = G->AdjList[tail].firstarc;p->nextarc = r;G->AdjList[tail].firstarc = p;s->adjvex = tail;s->info = 0;q = G->AdjList[head].firstarc;s->nextarc = q;G->AdjList[head].firstarc = s;G->AdjList[tail].indegree++;G->AdjList[head].indegree++;printf("insert arc success\n");}else{printf("vertex is not exit.\n");}}else if (G->kind == WDG)//加权有向图{LinkNode *p;LinkNode *r;int info = 0;int tail = 0;//弧尾（起点）int head = 0;//弧头（终点）p = (LinkNode *)malloc(sizeof(LinkNode));printf("please enter the tail:");scanf("%d", &tail);printf("please enter the head:");scanf("%d", &head);printf("please enter the information:");scanf("%d", &info);if (tail < G->vexnum && head < G->vexnum){p->adjvex = head;p->nextarc = NULL;p->info = info;r = G->AdjList[tail].firstarc;p->nextarc = r;G->AdjList[tail].firstarc = p;G->AdjList[tail].indegree++;printf("insert arc success\n");}else{printf("vertex is not exit.\n");}}else if(G->kind == WAG)//加权无向图{LinkNode *p;LinkNode *q;LinkNode *r;LinkNode *s;int info = 0;int tail = 0;int head = 0;p = (LinkNode *)malloc(sizeof(LinkNode));q = (LinkNode *)malloc(sizeof(LinkNode));s = (LinkNode *)malloc(sizeof(LinkNode));printf("please enter the tail:");scanf("%d", &tail);printf("please enter the head:");scanf("%d", &head);printf("please enter the information:");scanf("%d", &info);if (tail < G->vexnum && head < G->vexnum){p->adjvex = head;p->nextarc = NULL;p->info = info;r = G->AdjList[tail].firstarc;p->nextarc = r;G->AdjList[tail].firstarc = p;s->adjvex = tail;s->info = info;q = G->AdjList[head].firstarc;s->nextarc = q;G->AdjList[head].firstarc = s;G->AdjList[tail].indegree++;G->AdjList[head].indegree++;printf("insert arc success\n");}else{printf("vertex is not exit.\n");}}else{printf("The type of the graph is error\n");}
}

图的深度优先遍历

void DFSTraverse(ALGraph *G, int v, int visit[]) {LinkNode *p;if (visit[v] == 0){printf("%c\n", G->AdjList[v].data);visit[v] = 1;p = G->AdjList[v].firstarc;while (p != NULL){if (visit[p->adjvex] == 0){DFSTraverse(G, p->adjvex, visit);}p = p->nextarc;}}
}

图的广度优先遍历

void BFSTraverse(ALGraph *G){int i = 0;//循环变量int k = 0;//循环变量SqQueue Q = Creat_SqQueue();//visited为访问标志数组，为0则该节点没被访问过，为1则被访问过int visited[MAX_VEX];LinkNode *p;for (i = 0; i < MAX_VEX; i++)//访问标志初始化{visited[i] = 0;}//广度优先遍历图for (k = 0; k < G->vexnum; k++){if (visited[k] == 0)//若该节点没有被访问过{InsertQueue(&Q, k);visited[k] = 1;if (G->AdjList[k].firstarc != NULL){p = G->AdjList[k].firstarc;while (p != NULL){if(visited[p->adjvex] == 0){InsertQueue(&Q, p->adjvex);visited[p->adjvex] = 1;}p = p->nextarc;}}}else//若该节点被访问过{if (G->AdjList[k].firstarc != NULL){p = G->AdjList[k].firstarc;while (p != NULL){if(visited[p->adjvex] == 0){InsertQueue(&Q, p->adjvex);visited[p->adjvex] = 1;}p = p->nextarc;}}}}while (Q.front != Q.rear)//循环弹出队列中的元素{printf("%c\n", G->AdjList[DeletaQueue(&Q)].data);}
}

销毁一个图

int DestroyGeaph(ALGraph *G) {int i = 0;//循环变量for (i = 0; i < G->vexnum; i++){G->AdjList[i].data = 0;G->AdjList[i].indegree = 0;G->AdjList[i].firstarc = NULL;}G->vexnum = 0;return OK;
}

以邻接表的形式输出图

void OutPutGraph(ALGraph G)
{int i = 0;//循环变量printf("value\tindegree\tfirstarc\n");for (i = 0; i < G.vexnum; i++){printf("%c\t", G.AdjList[i].data);printf("%d\t\t", G.AdjList[i].indegree);LinkNode *p;p = G.AdjList[i].firstarc;while (p != NULL){printf("->");printf("%c \t", G.AdjList[p->adjvex].data);p = p->nextarc;}printf("\n");printf("----------------------\n");}
}

示例：

运行结果：

以上就是图的基本操作了，主方法就不写了，大家根据可以自己的需要写，希望大家看了以后能帮得上忙。

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