C++计算图任意两点间的所有路径

来源:爱站网时间:2020-05-27编辑:网友分享
程序开发的时候,我们程序员要绞尽脑汁的让我们的项目能在用户面前展现出最完美的一面,但是这可能花费了很多人的精力,今天这篇文章是爱站技术频道小编带给大家的C++计算图任意两点间的所有路径,感兴趣的朋友可以参考。

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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

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 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 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 
Stack::Stack() 
{ 
 m_size=0; 
 m_maxsize=100; 
 data=new T[m_maxsize]; 
} 
template 
Stack::~Stack() 
{ 
 delete []data; 
} 
template 
T Stack::pop() 
{ 
 m_size--; 
 return data[m_size]; 
} 
 
template 
void Stack::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 
T Stack::peek() 
{ 
 return data[m_size-1]; 
} 
 
template 
bool Stack::isEmpty() 
{ 
 if (m_size==0) 
 { 
  return TRUE; 
 } 
 else 
 { 
  return FALSE; 
 } 
} 
 
template 
T* Stack::getPath() 
{ 
 T* path=new T[m_size]; 
 for (int i=0;i 
int Stack::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

初始化顶点类

int a[SIZE],num; 
for ( i=0;i

算法实现(由于是基于MFC实现,所有下边的代码不可以直接使用)

stack.push(selection1); //将起点压栈 
vertex[selection1].setIsin(true); //标记为已入栈 
int path_num=0; 
while (!stack.isEmpty()) //判断栈是否空 
{ 
  
 int flag=vertex[stack.peek()].getOne(); //得到相邻的顶点 
 if (flag==-1) //如果相邻顶点全部访问过 
 { 
  int pop=stack.pop(); //栈弹出一个元素 
  vertex[pop].resetFlag(); //该顶点相邻的顶点标记为未访问 
  vertex[pop].setIsin(false); //该顶点标记为未入栈 
  continue; //取栈顶的相邻节点 
 } 
 if (vertex[flag].isIn()) //若已经在栈中,取下一个顶点 
 { 
  continue; 
 } 
 if (stack.getSize()>maxver-1) //判断栈中个数是否超过了用户要求的 ,这里是限制了一条路径节点的最大个数 
 { 
  int pop=stack.pop(); 
  vertex[pop].resetFlag(); 
  vertex[pop].setIsin(false); 
  continue; 
 } 
 stack.push(flag); //将该顶点入栈 
  
 vertex[flag].setIsin(true); //记为已入栈 
  
 if (stack.peek()==selection2) //如果栈顶已经为所求,将此路径记录 
 { 
  int *path=stack.getPath(); 
   //保存路径的代码省略 
  int pop=stack.pop(); //将其弹出,继续探索 
   vertex[pop].setIsin(false); //清空入栈的标志位 
 } 
  
}

以上就是爱站技术频道小编为大家介绍的C++计算图任意两点间的所有路径,大家可以参考上述的介绍看看实际效果,希望能给你带来帮助。

 

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