问题描述：
目的：使用C++模板设计并逐步完善图的邻接表抽象数据类型（ADT）。
内容：（1）请参照图的邻接矩阵模板类原型，设计并逐步完善图的邻接表ADT。（由于该环境目前仅支持单文件的编译，故将所有内容都集中在一个源文件内。在实际的设计中，推荐将抽象类及对应的派生类分别放在单独的头文件中。）
（2）设计并实现一个算法，在已存在的无权图中插入一条边。插入成功，返回true；否则返回false。图的存储结构采用邻接表。将其加入到ADT中。
注意：DG（有向图）, DN（有向网）, UDG（无向图）, UDN（无向网）
参考函数原型：
//无权图插入一条边
template<class TypeOfVer, class TypeOfEdge>
bool adjlist_graph<TypeOfVer, TypeOfEdge>::Insert_Edge( int u, int v ); //有向图时，u为弧尾，v为弧头
输入说明 :
建图的输入数据格式参见建图的算法说明。
第一行：图的类型
第二行：结点数
第三行：结点集
第四行：边数
第五行：边集
第六行：邻接顶点1
第七行：邻接顶点2
输出说明 :
第一行：顶点集
第二行：插入边前的边数
第三行：插入边前的邻接表
空行
第四行：true（false）
第五行：插入边后的边数
第六行：插入边后的邻接表
输入范例 :
DG
6
A B C D E F
6
0 1
0 2
0 3
1 4
2 4
3 5
1
3
输出范例 :
A B C D E F
6
A->3->2->1->nullptr
B->4->nullptr
C->4->nullptr
D->5->nullptr
E->nullptr
F->nullptr
（空行）
true
A B C D E F
7
A->3->2->1->nullptr
B->3->4->nullptr
C->4->nullptr
D->5->nullptr
E->nullptr
F->nullptr
#include<iostream>
#include<vector>
#include<string>
#include<sstream>
#include<queue>
#include<stack>
#include<cmath>
using namespace std;
string b[10001];//用来存放顶点集
//DG（有向图） DN（有向网） UDG（无向图） UDN（无向网）
//图的邻接表模板类原型参考如下：
//边表的顶点定义
template<class TypeOfEdge>//这个就是在边上的顶点定义
struct edgeNode{
int data;
TypeOfEdge weight;
edgeNode<TypeOfEdge> *next;
//构造函数，用于构造其他顶点（无权图）
//函数参数表中的形参允许有默认值，但是带默认值的参数需要放后面
edgeNode(int d,edgeNode<TypeOfEdge> *ptr=NULL){
data=d;next=ptr; }
//构造函数，用于构造其他顶点（带权图）
//函数参数表中的形参允许有默认值，但是带默认值的参数需要放后面
edgeNode(int d,TypeOfEdge w,edgeNode<TypeOfEdge> *ptr=NULL){
data=d; weight=w; next=ptr;
}
int getData(){
return data; }//取得顶点的序号（顶点集）
TypeOfEdge getWeight(){
return weight; }//取得边集中对应边的权值
void SetLink(edgeNode<TypeOfEdge> *link ){
next=link; }//修改顶点的next域
void SetData(int value){
data=value; }//修改顶点的序号（顶点集）
void SetWeight(TypeOfEdge value){
weight=value; }//修改边集中对应边的权值
};
//图的邻接表类 这个结构体是存储顶点的结构体，里面包括顶点和它的下一个指针
template<class TypeOfVer,class TypeOfEdge>
struct verNode{
TypeOfVer ver;//存放顶点名称
edgeNode<TypeOfEdge> *head;//顶点的指针
verNode(edgeNode<TypeOfEdge> *h=NULL){
head=h; }
TypeOfVer getVer(){
return ver; }//取得顶点值（顶点集）
edgeNode<TypeOfEdge> *getHead(){
return head; }//取得对应的边表的头指针
void setVer(TypeOfVer value){
ver=value; }//设置顶点值（顶点集）
void setHead(edgeNode<TypeOfEdge> *value){
head=value; }//设置对应的边表的头指针
};
template<class TypeOfVer,class TypeOfEdge>//顶点类型 边的类型
class adjlist_graph{
private:
int Vers;//顶点数
int Edges;//边数
string GraphKind;//图的种类标志
verNode<TypeOfVer,TypeOfEdge> *verList;//按顺序存储结构存储顶点集
bool Delete_Edge(int u,int v);
bool DFS(int u,int num,int visited[]);//DFS遍历（递归部分）
public:
//构造函数构造一个只有顶点没有边的图
//3个参数的含义：图的类型、顶点数、顶点值
adjlist_graph(string kd,int vSize,TypeOfVer d[]){
GraphKind=kd;
Vers=vSize;
verList=new verNode<TypeOfVer,TypeOfEdge> [Vers];//建立顶点值
for(int i=0;i<Vers;++i){
verList[i].ver=d[i];
verList[i].head=NULL;//一开始构造的时候顶点还没有相邻的顶点
}
}
//构造函数构造一个无权图
//5个参数的含义：图的类型、顶点数、顶点集、 边数和边集
adjlist_graph(string kd,int vSize,TypeOfVer d[],int eSize,int **e){
GraphKind=kd;
Vers=vSize;
Edges=eSize;
verList=new verNode<TypeOfVer,TypeOfEdge> [Vers];//建立顶点值
for(int i=0;i<Vers;++i){
verList[i].ver=d[i];
verList[i].head=NULL;//一开始构造的时候顶点还没有相邻的顶点
}
for(int i=0;i<Edges;++i){
//从边开始构造顶点
for(int j=0;j<Vers;++j){
if(e[i][0]==j){
if(GraphKind[0]!='U'){
//有向图的情况就只有1个方向
Insert_Edge(e[i][0],e[i][1]);
Edges-=1;
break;
}
else{
//无向图的表结点的个数是边数的2倍
Insert_Edge(e[i][0],e[i][1]);
Insert_Edge(e[i][1],e[i][0]);
Edges-=2;
break;
}
}
}
}
}
//构造函数构造一个有权图
//6个参数的含义：图的类型、顶点数、顶点集、 边数、边集 权集
adjlist_graph(string kd,int vSize,TypeOfVer d[],int eSize,int **e,TypeOfEdge w[]);
bool GraphisEmpty(){
return Vers==0; }//判断图空否
string GetGraphKind(){
return GraphKind; }//返回图的类型
int GetVerNum(){
return Vers; }//取得当前顶点数
int* GetEdgeNum(){
return &Edges; } //取得当前边数
bool GetVer(int u,TypeOfVer &data){
//取得G中指定顶点的值
return true;
}
//返回G中指定顶点u的第一个邻接顶点的位序（顶点集）
//若顶点在G中没有邻接顶点，则返回-1
int GetFirstAdjVex(int u,int &v){
if(verList[u].head!=NULL){
v=verList[u].head->data;
return v;
}
v=-1;
return -1;
}
int GetNextAdjVex(int u,int v,int w);//返回G中指定顶点u的下一个邻接顶点（相对于v）的位序（顶点集）。若顶点在G中没有邻接顶点，则返回false
bool PutVer(int u, TypeOfVer data);//对G中指定顶点赋值
bool InsertVer(const TypeOfVer data);//往G中添加一个顶点
int LocateVer(TypeOfVer data);//返回G中指定顶点的位置
bool ExistEdge(int u,int v);
//输出顶点集
void PrintVer(){
for(int i=0;i<Vers;++i){
if(i==0)
cout<<verList[i].ver;
else
cout<<" "<<verList[i].ver;
}
cout<<endl;
}
//输出邻接表
void PrintAdjList(){
for(int i=0;i<Vers;++i){
cout<<verList[i].ver;
if(verList[i].head!=NULL){
edgeNode<TypeOfEdge> *p=verList[i].head;//从顶点开始遍历
while(p){
cout<<"->"<<p->data;
p=p->next;
}
cout<<"->nullptr"<<endl;
}
else
cout<<"->nullptr"<<endl;
}
}
//无权图插入一条边
bool Insert_Edge(int u,int v){
//u是起点，v是终点
if(u<0||u>=Vers||v<0||v>=Vers)//不在范围内时无法插入，返回false
return false;
//if(v==u)
// return false;
if(verList[u].head!=NULL){
edgeNode<TypeOfEdge> *p=verList[u].head;//这个是判断如果本来就存在这条边的情况
while(p){
if(p->data==v)
return false;
p=p->next;
}
}
edgeNode<TypeOfEdge> *x=new edgeNode<TypeOfEdge>(v);//直接使用构造函数赋值
//x.data=v;不要这么写
x->next=verList[u].head;//这里面都没有->next 这个指针！！！！！！！
verList[u].head=x;
++Edges;//边数加一
return true;
}
bool Insert_Edge(int u,int v,TypeOfEdge w);//有权图插入一条边
bool DeleteVer(const TypeOfVer data);//往G中删除一个顶点
bool DeleteEdge(int u,int v);//删除边 (外壳：有向（删除1条边）， 无向（删除2条边））
void DFS_Traverse(int u);//DFS遍历（外壳部分）
void BFS_Traverse(int u);//BFS遍历
//~adjlist_graph(); //析构函数
};
template<class TypeOfVer,class TypeOfEdge>
void shuchu(adjlist_graph<TypeOfVer,TypeOfEdge> &tu,int n){
//cout<<tu.GetGraphKind()<<endl;
TypeOfVer x;
tu.PrintVer();//输出顶点集
TypeOfEdge* we;
we=tu.GetEdgeNum();//返回第一个边数
cout<<*we<<endl;
tu.PrintAdjList();//输出邻接表
}
int main(){
string str;//图的类型
int n,m;//顶点数和边数
getline(cin,str);
cin>>n;//输入顶点个数
for(int i=0;i<n;++i)
cin>>b[i];//输入顶点集合
cin>>m;//输入边数
int **e;
e=new int* [m];
for(int i=0;i<m;++i)
e[i]=new int [2];
for(int i=0;i<m;++i)
cin>>e[i][0]>>e[i][1];//输入边集
adjlist_graph<string,int> tu(str,n,b,m,e);//使用构造函数构造图的类
int no,to;//指定的顶点
cin>>no>>to;
shuchu(tu,n);
cout<<endl;
if(str[0]!='U'){
//如果是有向图的情况就只有1个方向
if(tu.Insert_Edge(no,to))
cout<<"true"<<endl;
else
cout<<"false"<<endl;
}
else{
//无向图2个方向都要考虑，所以要2个都true才可以
if(tu.Insert_Edge(no,to)&&tu.Insert_Edge(to,no)){
cout<<"true"<<endl;
int *we=tu.GetEdgeNum();//这里我传回边数时用引用，这样可以改变其值，
(*we)--;//因为无向图新增一条边，总边数还是加1，但是邻接表多了2个边结点，
} //而我写的加入一条边的函数每次都增加了1条边的数量，所以要减掉
else
cout<<"false"<<endl;
}
shuchu(tu,n);//如果没有插入成功还是要再输出一遍邻接表
return 0;
}
因为我在构造邻接表的时候就用了bool Insert_Edge( int u, int v ); 这个函数，
//无权图插入一条边
bool Insert_Edge(int u,int v){
//u是起点，v是终点
if(u<0||u>=Vers||v<0||v>=Vers)//不在范围内时无法插入，返回false
return false;
//if(v==u)
// return false;
if(verList[u].head!=NULL){
edgeNode<TypeOfEdge> *p=verList[u].head;//这个是判断如果本来就存在这条边的情况
while(p){
if(p->data==v)
return false;
p=p->next;
}
}
edgeNode<TypeOfEdge> *x=new edgeNode<TypeOfEdge>(v);//直接使用构造函数赋值
//x.data=v;不要这么写
x->next=verList[u].head;//这里面都没有->next 这个指针！！！！！！！
verList[u].head=x;
++Edges;//边数加一
return true;
}
这个函数每次在成功加入一条边之后都会把边数加1，就是上面代码的倒数第二行。
1.在用构造函数中构造有向图的时候，因为本来传入边的参数时边的个数已经是固定的，所以要把调用这个函数的所加的一条边给减掉。
2.同理，在构造无向图时就要减掉2个边，因为无向图的边表结点的个数是边数的2倍。
上面说的是在构造函数调用这个函数的情况。
还有就是加入指定顶点的之间的一条边的情况：
如果是有向图加入一条边，那就是边的个数加一就行了。调用函数使得边数加1没问题。
如果是无向图因为要调用2次函数，调用2次函数其实是为了增加边表结点的连接，那么边的值就会加2，但其实就多了1条边。所以无向图时我们还要减掉1条边，于是我让返回边数的函数返回的是一个指针。
int* GetEdgeNum(){
return &Edges; } //取得当前边数
这样的话我们就可以通过指针修改边数的值，这样就保持前后一致了。