c - 从图表开始

Question

我知道这听起来很天真，但是有人可以解释一下如何用 C 语言实现图表吗？我已经阅读了理论，但我无法摆脱图形编程的障碍。

<小时/>

如果有人能够解释如何使用邻接列表和邻接矩阵创建图形，以及如何在 C 代码中执行广度优先搜索和深度优先搜索并提供一些解释，我将非常感激

<小时/>

首先，我想告诉你，这不是作业。我真的很想学图表，但请不起家教。

Answer 1

我假设这里的图是顶点和边的集合。为此，您需要一个指向结构的指针数组。这是图的邻接列表表示。这些结构至少有一个值，即节点号和指向另一个结构的指针。在向图形插入新节点时，只需转到数组的适当索引并将节点推到开头。这是 O(1) 的插入时间。我的实现可能会帮助您了解它的真正工作原理。如果您具有良好的 C 语言技能，那么理解代码不会花费太多时间。

//  Graph implementation by adjacency list

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

#define MAX_SIZE 1000

typedef struct node{
    int number;
    struct node * next;
} Node;


//  U is starting node, V is ending node
void addNode (Node *G[], int U, int V, int is_directed)
{
    Node * newnode = (Node *)malloc(sizeof(Node));
    newnode->number = V;
    newnode->next = G[U];
    G[U] = newnode;

//  0 for directed, 1 for undirected
    if (is_directed)
    {
        Node * newnode = (Node *)malloc(sizeof(Node));
        newnode->number = U;
        newnode->next = G[V];
        G[V] = newnode;
    }
}

void printgraph(Node *G[], int num_nodes)
{
    int I;
    for (I=0; I<=num_nodes; I++)
    {
        Node *dum = G[I];
        printf("%d : ",I);
        while (dum != NULL)
        {
            printf("%d, ",dum->number);
            dum =dum->next;
        }
        printf("\n");
    }

}



void dfs (Node *G[], int num_nodes, int start_node)
{
    int stack[MAX_SIZE];
    int color[num_nodes+1];
    memset (color, 0, sizeof(color));
    int top = -1;
    stack[top+1] = start_node;
    top++;
    while (top != -1)
    {
        int current = stack[top];
        printf("%d  ",current);
        top--;
        Node *tmp = G[current];
        while (tmp != NULL)
        {
            if (color[tmp->number] == 0)
            {
                stack[top+1] = tmp->number;
                top++;
                color[tmp->number] = 1;
            }
            tmp = tmp->next;
        }
    }

}

void bfs (Node *G[], int num_nodes, int start_node)
{
    int queue[MAX_SIZE];
    int color[num_nodes+1];
    memset (color, 0, sizeof (color));
    int front=-1, rear=-1;
    queue[rear+1] = start_node;
    rear++;printf("\n\n");
    while (front != rear)
    {
        front++;
        int current = queue[front];
        printf("%d  ",current);

        Node *tmp = G[current];
        while (tmp != NULL)
        {
            if (color[tmp->number] == 0)
            {
                queue[rear+1] = tmp->number;
                rear++;
                color[tmp->number] = 1;
            }
            tmp = tmp->next;
        }
    }

}  

int main(int argc, char **argv)
{
    int num_nodes;
    // For Demo take num_nodes = 4
    scanf("%d",&num_nodes);
    Node *G[num_nodes+1];
    int I;
    for (I=0; I<num_nodes+1 ;I++ )
        G[I] = NULL;

    addNode (G, 0, 2, 0);
    addNode (G, 0, 1, 0);
    addNode (G, 1, 3, 0);
    addNode (G, 2, 4, 0);
    addNode (G, 2, 1, 0);
    printgraph( G, num_nodes);
    printf("DFS on graph\n");
    dfs(G, num_nodes, 0);
    printf("\n\nBFS on graph\n");
    bfs(G, num_nodes, 0);

    return 0;
}