頭歌資料結構——圖

第1關：實作圖的橫向優先搜尋 

//Graph
///
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "Graph.h"
/

Graph* Graph_Create(int n)
{
	Graph* g=(Graph*)malloc(sizeof(Graph));
	g->n=n;
	g->vetex=(char**)malloc(sizeof(char*)*n);
	int i;
	for (i=0; i<n; i++) g->vetex[i] = NULL;
	g->adj=(int*)malloc(sizeof(int)*n*n);
	int j;
	for(i=0; i<n; i++) {
		for(j=0; j<n; j++) {
			g->adj[i*n+j]=0;
		}
	}
	return g;
}

void Graph_Free(Graph* g)
{
	free(g->adj);
	int i;
	for (i=0; i<g->n; i++) free(g->vetex[i]);
	free(g->vetex);
	free(g);
}

int Graph_WidthFirst(Graph*g, int start, Edge* tree)
//從start号頂點出發橫向優先搜尋，（編号從0開始）
//傳回通路到的頂點數，
//tree[]輸出周遊樹
//傳回的tree[0]是(-1, start), 
//真正的周遊樹儲存在tree[1..return-1], return是傳回值
//頂點的通路次序依次為tree[0].to, tree[1].to,  ..., tree[return-1].to
//輸入時，tree[]的長度至少為頂點數
//傳回值是從start出發通路到的頂點數
{
	const int MAX=1000;
	Edge queue[MAX];
	int head=0, tail=0;
#define In__(a,b)  {queue[tail].from=a; queue[tail].to=b; tail=(tail+1)%MAX;}/
#define Out__(a,b)  {a=queue[head].from; b=queue[head].to; head=(head+1)%MAX;}//
#define QueueNotEmpty (head!=tail?1:0)///
#define HasEdge(i,j)  (g->adj[(i)*g->n+(j)]==1)

	char* visited=(char*)malloc(sizeof(char)*g->n);
	memset(visited, 0, sizeof(char)*g->n);

	int parent=-1;  
	int curr=start;
	In__(parent, curr); 
	int k=0; //已經通路的結點數
	/*請在BEGIN和END之間實作你的代碼*/
    /*****BEGIN*****/
    while(QueueNotEmpty)//隊列不為空
    {
        Out__(parent,curr);//出隊
        if(!visited[curr]) //現在結點未被通路
        {
            visited[curr]=1; //修改visit數組，curr結點現在被通路
            tree[k].from=parent; 
            tree[k].to=curr;
            k++;//已被通路結點數增加

            for(int j=0;j<g->n;j++)//對未被通路的鄰接結點入隊
            {
                if(!visited[j]&&HasEdge(curr,j))  //未被通路且與現在的結點之間存在邊
                    In__(curr,j);
            }
        }  
        
    }
    /*****END*******/
	return k;
#undef In__//
#undef Out__///
#undef QueueNotEmpty
#undef HasEdge
}
           

第2關：實作圖的深度優先周遊 

//Graph
///
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "Graph.h"
Graph* Graph_Create(int n)
{
	Graph* g=(Graph*)malloc(sizeof(Graph));
	g->n=n;
	g->vetex=(char**)malloc(sizeof(char*)*n);
	int i;
	for (i=0; i<n; i++) g->vetex[i] = NULL;
	g->adj=(int*)malloc(sizeof(int)*n*n);
	int j;
	for(i=0; i<n; i++) {
		for(j=0; j<n; j++) {
			g->adj[i*n+j]=0;
		}
	}
	return g;
}

void Graph_Free(Graph* g)
{
	free(g->adj);
	int i;
	for (i=0; i<g->n; i++) free(g->vetex[i]);
	free(g->vetex);
	free(g);
}

int Graph_DepthFirst(Graph*g, int start, Edge* tree)
//從start号頂點出發深度優先周遊，（編号從開始）
//傳回通路到的頂點數，
//tree[]輸出周遊樹
//傳回的tree[0]是(-1, start), 
//真正的周遊樹儲存在tree[1..return-1], return是傳回值
//頂點的通路次序依次為tree[0].to, tree[1].to, ..., tree[return-1].to
//輸入時，tree[]的長度至少為頂點數
//傳回值是從start出發通路到的頂點數
{
	/*請在BEGIN和END之間實作你的代碼*/
    /*****BEGIN*****/   
    const int MAX=1000;
    Edge stack[MAX];//邊存放在棧中
    int top=-1; //棧頂标記為-1
#define Push__(a,b)  {top++; stack[top].from=a; stack[top].to=b;}
#define Pop__(a,b)  {a=stack[top].from; b=stack[top].to; top--;}///
#define StakNotEmpty (top>=0?1:0)
#define HasEdge(i,j)  (g->adj[(i)*g->n+(j)]==1)
    char* visited=(char*)malloc(sizeof(char)*g->n);//為visit數組配置設定空間
    memset(visited, 0, sizeof(char)*g->n);//初始化一個visit數組
    int parent=-1; //parent從棧頂開始 
    int curr=start;//curr從起始位置出發
    Push__(parent, curr);//入棧
    int k=0; //用于存儲已經被過通路的結點數
    while (StakNotEmpty) {
        Pop__(parent, curr); //出棧
        if (!visited[curr])//現在的結點若未被通路
        {
        visited[curr]=1;
        //tree中存放的為邊
        tree[k].from=parent; 
        tree[k].to=curr;  
        k++;
        }
        for (int j=g->n-1; j>=0; j--)//編号大的開始入棧 
        {
            if (HasEdge(curr,j) && !visited[j]) //已被通路且跟curr之間存在節點
                Push__(curr,j);
        }
    }
    free(visited);
    return k;
#undef Push__
#undef Pop__///
#undef StakNotEmpty//
#undef HasEdge

    /*****END*******/
}