C++计算图任意两点间的所有路径分享

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基于连通图,邻接矩阵实现的图,非递归实现。

算法思想:

设置两个标志位,①该顶点是否入栈,②与该顶点相邻的顶点是否已经访问。

  A 将始点标志位①置1,将其入栈

  B 查看栈顶节点V在图中,有没有可以到达、且没有入栈、且没有从这个节点V出发访问过的节点

  C 如果有,则将找到的这个节点入栈,这个顶点的标志位①置1,V的对应的此顶点的标志位②置1

  D 如果没有,V出栈,并且将与v相邻的全部结点设为未访问,即全部的标志位②置0

  E 当栈顶元素为终点时,设置终点没有被访问过,即①置0,打印栈中元素,弹出栈顶节点

  F 重复执行B – E,直到栈中元素为空

先举一个例子吧

C++计算图任意两点间的所有路径

假设简单连通图如图1所示。假设我们要找出结点3到结点6的所有路径,那么,我们就设结点3为起点,结点6为终点。找到结点3到结点6的所有路径步骤如下:
1、 我们建立一个存储结点的栈结构,将起点3入栈,将结点3标记为入栈状态;
2、 从结点3出发,找到结点3的第一个非入栈没有访问过的邻结点1,将结点1标记为入栈状态,并且将3到1标记为已访问;
3、 从结点1出发,找到结点1的第一个非入栈没有访问过的邻结点0,将结点0标记为入栈状态,并且将1到0标记为已访问;
4、 从结点0出发,找到结点0的第一个非入栈没有访问过的邻结点2,将结点2标记为入栈状态,并且将0到2标记为已访问;
5、 从结点2出发,找到结点2的第一个非入栈没有访问过的邻结点5,将结点5标记为入栈状态,并且将2到5标记为已访问;
6、 从结点5出发,找到结点5的第一个非入栈没有访问过的邻结点6,将结点6标记为入栈状态,并且将5到6标记为已访问;
7、 栈顶结点6是终点,那么,我们就找到了一条起点到终点的路径,输出这条路径;
8、 从栈顶弹出结点6,将6标记为非入栈状态;
9、 现在栈顶结点为5,结点5没有非入栈并且非访问的结点,所以从栈顶将结点5弹出,并且将5到6标记为未访问;
10、        现在栈顶结点为2,结点2的相邻节点5已访问,6满足非入栈,非访问,那么我们将结点6入栈;
11、        现在栈顶为结点6,即找到了第二条路径,输出整个栈,即为第二条路径
12、        重复步骤8-11,就可以找到从起点3到终点6的所有路径;
13、        栈为空,算法结束。

下面讲一下C++代码实现

图类,基于邻接矩阵,不详细的写了 ==

  class Graph   {   private:    CArray<DataType,DataType> Vertices;    int Edge[MaxVertices][MaxVertices];    int numOfEdges;   public:    Graph();    ~Graph();    void InsertVertex(DataType Vertex);    void InsertEdge(int v1,int v2,int weight);    int GetWeight(int i,int j);    int GetVertices();    DataType GetValue(int i);   };    

首先自己写一个简单的“栈类”,由于新增了些方法所以不完全叫栈

  template<class T>   class Stack   {   private:    int m_size;    int m_maxsize;    T* data;   public:    Stack();    ~Stack();    void push(T data); //压栈    T pop(); //出栈,并返回弹出的元素    T peek(); //查看栈顶元素    bool isEmpty(); //判断是否空    int getSize(); //得到栈的中元素个数    T* getPath(); //返回栈中所有元素   };   template<class T>   Stack<T>::Stack()   {    m_size=0;    m_maxsize=100;    data=new T[m_maxsize];   }   template<class T>   Stack<T>::~Stack()   {    delete []data;   }   template<class T>   T Stack<T>::pop()   {    m_size--;    return data[m_size];   }      template<class T>   void Stack<T>::push(T d)   {    if (m_size==m_maxsize)    {     m_maxsize=2*m_maxsize;     T* new_data=new T[m_maxsize];     for (int i=0;i<m_size;i++)     {      new_data[i]=data[i];     }     delete []data;     data=new_data;    }    data[m_size]=d;    m_size++;   }      template<class T>   T Stack<T>::peek()   {    return data[m_size-1];   }      template<class T>   bool Stack<T>::isEmpty()   {    if (m_size==0)    {     return TRUE;    }    else    {     return FALSE;    }   }      template<class T>   T* Stack<T>::getPath()   {    T* path=new T[m_size];    for (int i=0;i<m_size;i++)    {     path[i]=data[i];    }    return path;   }      template<class T>   int Stack<T>::getSize()   {    return m_size;   }   

Vertex类,便于遍历全部的结点

  class CVertex   {   private:    int m_num;//保存与该顶点相邻的顶点个数    int *m_nei; //与该顶点相邻的顶点序号    int *m_flag; //与该顶点相邻的顶点是否访问过    bool isin; //该顶点是否入栈   public:    CVertex();    void Initialize(int num,int a[]);    int getOne(); //得到一个与该顶点相邻的顶点    void resetFlag(); //与该顶点相邻的顶点全被标记为未访问    void setIsin(bool);//标记该顶点是否入栈    bool isIn(); //判断该顶点是否入栈    void Reset();//将isin和所有flag置0    ~CVertex();      };
  CVertex::CVertex()   {    m_num=SIZE;    m_nei=new int[m_num];    m_flag=new int[m_num];    isin=false;    for (int i=0;i<m_num;i++)    {     m_flag[i]=0;    }       }   void CVertex::Initialize(int num,int a[])   {    m_num=num;    for (int i=0;i<m_num;i++)    {     m_nei[i]=a[i];    }   }   CVertex::~CVertex()   {    delete []m_nei;    delete []m_flag;   }   int CVertex::getOne()   {    int i=0;    for (i=0;i<m_num;i++)    {     if (m_flag[i]==0) //判断是否访问过     {      m_flag[i]=1; //表示这个顶点已经被访问,并将其返回      return m_nei[i];     }    }    return -1; //所有顶点都已访问过则返回-1   }   void CVertex::resetFlag()   {    for (int i=0;i<m_num;i++)    {     m_flag[i]=0;    }   }   void CVertex::setIsin(bool a)   {    isin=a;   }   bool CVertex::isIn()   {    return isin;   }   void CVertex::Reset()   {    for (int i=0;i<m_num;i++)    {     m_flag[i]=0;    }    isin=false;   }   

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