以下の紹介は上記の図に基づいており、主に無向図を紹介しています。
1.深さ優先検索
深さ優先、つまり、図のセクションのポイントAから始まり、それに接続されたノードCにアクセスし、次にCに隣接するノードBにアクセスします。次に、Fなどの未訪問ノードをランダムに選択し、F-> G-> E-> Hの順にアクセスし、最後にDにアクセスします。
2.幅優先検索
まず、中央のポイントAから始めて、Aに接続されているすべてのノードCDFにアクセスし、次にCに接続されているすべてのノードBにアクセスし、Fに接続されているすべてのノードGにアクセスします。
コード
/*
* @Author: jobbofhe
* @Date: 2019-11-06 17:38:21
* @Last Modified by: Administrator
* @Last Modified time: 2019-11-11 18:13:56
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <malloc.h>
#include <string.h>
#define IS_LETTER(c) ( (((c) >= 'a') && ((c) <= 'z')) || (((c) >= 'A') && ((c) <= 'Z')) )
#define LENGTH(c) (sizeof(c)/(sizeof(c[0])))
#define MAX_VERTEX (200)
// 临接矩阵结构体
typedef struct GRAPH
{
int vertex_number;
int edge_number;
char vertex[MAX_VERTEX];
int matrix[MAX_VERTEX][MAX_VERTEX];
}Graph, *P_Graph;
int get_position(Graph graph, char ch)
{
for (int i = 0; i < graph.vertex_number; ++i)
{
if (graph.vertex[i] == ch)
{
return i;
}
}
return -1;
}
/*
* 创建图(用已提供的图数据)
*/
Graph* create_graph_2(char *vertex, char edges[][2], int vlen, int elen)
{
int i, p1, p2;
Graph* pG;
if ((pG=(Graph*)malloc(sizeof(Graph))) == NULL )
return NULL;
memset(pG, 0, sizeof(Graph));
// 初始化"顶点数"和"边数"
pG->vertex_number = vlen;
pG->edge_number = elen;
printf("顶点数量: %d 边数 :%d\n", vlen, elen);
// 初始化"顶点"
for (i = 0; i < pG->vertex_number; i++)
{
pG->vertex[i] = vertex[i];
}
// 初始化"边"
for (i = 0; i < pG->edge_number; i++)
{
// 读取边的起始顶点和结束顶点
p1 = get_position(*pG, edges[i][0]);
p2 = get_position(*pG, edges[i][1]);
// 如果是无向图,那么两个方向都设为1
// 如果是有向图,则 pG->matrix[p1][p2] = 1;
pG->matrix[p1][p2] = 1;
pG->matrix[p2][p1] = 1;
}
return pG;
}
void print_graph(Graph graph)
{
printf("顶点数量: %d\n", graph.vertex_number);
for (int i = 0; i < graph.vertex_number; ++i)
{
for (int j = 0; j < graph.vertex_number; ++j)
{
printf("%d ", graph.matrix[i][j]);
}
printf("\n");
}
}
/**
* 获取第一个临接点的索引
* @param graph [description]
* @param index_first [description]
* @return [description]
*/
int get_vertex_first_index(Graph graph, int index_first)
{
if (index_first < 0 || index_first > (graph.vertex_number-1))
{
return -1;
}
for (int i = 0; i < graph.vertex_number; ++i)
{
// 如果临接矩阵 中顶点 index_vex的连接点 存在,则返回邻接点的索引
if (graph.matrix[index_first][i] == 1)
{
return i;
}
}
return -1;
}
/**
* 获取下一个临接点的索引
* @param graph [description]
* @param index_first[description]
* @param index_next [description]
* @return [description]
*/
int get_vertex_next_index(Graph graph, int index_first, int index_next)
{
if (index_first < 0 || index_first > (graph.vertex_number-1)
|| index_next < 0 || index_next >(graph.vertex_number-1))
{
return -1;
}
for (int i = index_next+1; i < graph.vertex_number; ++i)
{
if (graph.matrix[index_first][i] == 1)
{
return i;
}
}
}
void DFS(Graph graph, int index, int *flag_visited)
{
flag_visited[index] = 1;
printf("%c ", graph.vertex[index]);
int i = 0;
// 遍历该顶点的所有邻接点,如果访问数组标记位为0,则继续访问
for (i = get_vertex_first_index(graph, index); i >= 0; i = get_vertex_next_index(graph, index, i))
{
if (flag_visited[i] == 0)
{
DFS(graph, i, flag_visited);
}
}
}
/**
* 深度优先搜索遍历图
* @param graph [graph]
*/
void deep_first_search(Graph graph)
{
// 节点被访问标记
int flag_visited[MAX_VERTEX];
for (int i = 0; i < graph.vertex_number; ++i)
{
// 访问之前所有顶点被访问标记置为0
flag_visited[i] = 0;
}
printf("------------ DFS -------------\n");
for (int i = 0; i < graph.vertex_number; ++i)
{
if (flag_visited[i] == 0)
{
DFS(graph, i, flag_visited);
}
}
printf("\n");
}
/**
* 广度优先遍历图
*/
void breadth_first_search(Graph graph)
{
int tmp_array[MAX_VERTEX];
// 节点被访问标记
int flag_visited[MAX_VERTEX];
for (int i = 0; i < graph.vertex_number; ++i)
{
// 访问之前所有顶点被访问标记置为0
flag_visited[i] = 0;
}
printf("------------ BFS -------------\n");
int head = 0;
int tail = 0;
for (int i = 0; i < graph.vertex_number; ++i)
{
if (flag_visited[i] == 0)
{
flag_visited[i] = 1;
printf("%c ", graph.vertex[i]);
tmp_array[tail++] = i; // 已经访问过的写入临时数组
}
while(head != tail)
{
int j = tmp_array[head++]; // 将已经访问过的节点取出来
for (int k = get_vertex_first_index(graph, j); k > 0; k = get_vertex_next_index(graph, j, k))
{
if (flag_visited[k] == 0)
{
flag_visited[k] = 1;
printf("%c ", graph.vertex[k]);
tmp_array[tail++] = k;
}
}
}
}
printf("\n");
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
char vertex[] = {'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F', 'G', 'H'};
char edges[][2] = {
{'A', 'C'},
{'A', 'D'},
{'A', 'F'},
{'B', 'C'},
{'C', 'D'},
{'F', 'G'},
{'G', 'E'},
{'E', 'H'}};
Graph* p_graph_2 = create_graph_2(vertex, edges, LENGTH(vertex), LENGTH(edges));
print_graph(*p_graph_2);
deep_first_search(*p_graph_2);
breadth_first_search(*p_graph_2);
return 0;
}