数据结构(七)图

第七章 图

7.1 概念

  1. 连通图:如果图中任意两点都有路径,则该图是连通图
  2. 若一个有向图恰有一个顶点的入度为0,其与定点入度为1,则是一颗有向树

7.2 图的物理存储结构

因为图的节点度数相差很大,按照度数最大的顶点设计节点结构会造成存储单元浪费;如果按照每个顶点自己的度数设计不同结构,又会带来操作的不便

一、邻接矩阵

  1. 邻接矩阵存储使用2个数组存储图的信息:1个以为数组存储顶点,一个二维数组存储边的信息
    (1)二维数组中的对角线为0,以为不存在顶点到自身的边
    (2)要知道某个点的出度,就是顶点vi在第i行的元素之和,入度就是该顶点所在列的元素之和
    (3)顶点vi的所有邻接点就是吧矩阵中第i行元素扫描一遍
              邻接矩阵.PNG-38.8kB
    (4)对于有权值的网,二维数组中的元素不再是0,1表示是否存在边,而是把元素值表示为权值。不存在的边,权值记录为\(\infty\);对角线上的权值为0.
    2.PNG-64.8kB

  2. 邻接矩阵定义图

    #include <stdio.h>
    typedef char VertexType;
    typedef int EdgeType;
    #define MAXVEX 100
    #define IUNFINITY 65535
    typedef struct {
        VertexType vexs[MAXVEX];        /* 顶点表*/
        EdgeType arc[MAXVEX][MAXVEX];   /* 邻接矩阵 */
        int vnum,edgenum;               /*定点的个数和边的个数*/
    }MGraphy;
    
    void createGraphy(MGraphy *g){
        printf("input vetex num and edge num\n");
        scanf("%d,%d",&g->vnum,&g->edgenum);
    
        for (int i = 0; i < g->vnum ; i++) {                      // 输入顶点字符
            printf("input %d vetex:",(i+1));
            setbuf(stdin, NULL);
            scanf("%c",&g->vexs[i]);
        }
    
        for(int i=0;i<g->vnum;i++){                               // 初始化数组元素 Infonity
            for(int j=0;j<g->vnum;j++){
                g->arc[i][j] = IUNFINITY;
            }
        }
    
        printf("input a,b,c represent corner mark and weight\n");
        for(int i=0;i<g->edgenum;i++){
            int a,b,c=0;
            printf("%d edge:",(i+1));
            setbuf(stdin,NULL);
            scanf("%d,%d,%d",&a,&b,&c);
            g->arc[a][b] = c;
            g->arc[b][a] = c;    // 无向图增加这个
        }
    }
    int main() {
        MGraphy g ;
        createGraphy(&g);
    }
    

二. 邻接表

  1. 邻接矩阵对于顶点多而边数少的稀疏图造成存储空间的大量浪费。正如线性表的预先分配可能造成存储空间浪费,因此引入链式存储结构。同样可以考虑用链表存储边或弧。

  2. 邻接表:数组 + 链表
    (1)用的数组存储每个节点
    (2)数组中的每个节点的所有邻接点组成一个链表(因为邻接点的个数不确定)。这个邻接表就是顶点的出度表
    (3)邻接表的图形表示
    adjarr.PNG-57.8kB
    (4)邻接表关心了出度,但是查找入度就需要遍历整个图

  3. 创建邻接表

    #include <stdio.h>
    #include <malloc.h>
    
    typedef char VertexType;
    typedef int EdgeType;
    #define MAXVEX 100
    #define IUNFINITY 65535
    
    typedef struct EdgeNode{     
        int adjvex;                         /*  邻接点域,该顶点对应的下标  */
        EdgeType weight;          
        EdgeNode *next;                     /*  链,指向下一个邻接点  */
    }EdgeNode;
    
    typedef struct VertexNode{                  /*  顶点表结点  */
        VertexType data;                        /*  节点名字  */
        EdgeNode *firstedge;                    /*  边表头节点  */
    }VertexNode;
    
    typedef struct{
        VertexNode adjList[MAXVEX];                            /*  顶点表是一个结构体数组,数组中的元素是Vertex节点  */
        int vnum,enumber;                                      /*  图中当前顶点和边数  */
    }GraphyAdjList;
    
    /*  建立邻接表结构  */
    void createGraphy(GraphyAdjList *g){
        EdgeNode *e;
        printf("input vertexNum and edgeNum:\n");
        setbuf(stdin,NULL);
        scanf("%d,%d",&g->vnum,&g->enumber);
        for (int i = 0; i < g->vnum; i++) {
            printf("int %d vertex",(i+1));
            setbuf(stdin,NULL);
            scanf("%c",&g->adjList[i].data);
            g->adjList[i].firstedge = NULL;                     /*  将边表设为空 */
        }
        /*   建立边表  */
        for (int k = 0; k < g->enumber; k++) {
            printf("input edge serialize num (i,j):\n");
            int i,j;
            setbuf(stdin,NULL);
            scanf("%d,%d",&i,&j);
            e = (EdgeNode *) malloc (sizeof(EdgeNode));
        }
    }
    

7.3 图的遍历

一. 基本思路

  1. 图的遍历:从图中某一个顶点出发遍历途中其余顶点,每一个顶点仅被访问一次

  2. 基本思路
    (1)树有四种遍历方式,因为根节点只有一个。而图的复杂情况是的顺着一个点向下寻找,极有可能最后又找到自己,形成回路导致死循环。
    (2)所以要设置一个数组voisited[n],n是图中顶点个数,初值为0,当该顶点被遍历后,修改数组元素的值为1
    (3)基于此,形成了2中遍历方案:深度优先遍历和广度优先遍历

二. 深度优先遍历(DFS)

  1. 如下图所示,我们进行深度遍历,一个原则就是,每当我们发现有多个出度时,选择右手边的出度作为下一个遍历的顶点路径。
    (1)从A出发,发现出度为B,F。选择右手边的B。A->B
    (2)从B出发,出度为C,I,G,选择右手边的C
    (3)从C出发,出度为I,D,选择右手边的D
    (4)从D出发,出度为I,G,H,E,选择右手边的E
    (5)从E出发,出度为H,F,选择右手边的F
    (6)从F出发,出度为A,G,选择右手边的A,但发现A已经被遍历过,所以选择G
    (7)从G出发,出度为B,D,H,B,D访问过了,选择H
    (8)从H出发,出度为D,F,均被访问过了。但此时图中的节点并没有遍历完全,因此我们要按原路返回,去找没走过的路
    (9)回退到G,发现所连接的BDFH均被访问;
    (10)回退到F,没有通道;回退到E,没有通道,回退到D,发现一个点I,进行标记(若此时与D相邻的还有其他顶点,则在此时一起进行标记);然后继续回退到A,走完整个路

  2. 邻接矩阵下的深度遍历

    int visited[MAXVEX] = {0};
    void DFS(MGraphy g,int i){
        visited[i] = 1;
        printf("%c,\t",g.vexs[i]);
        for (int j = 0; j < g.vnum; j++) {
            if(g.arc[i][j]!=0 && g.arc[i][j]!=IUNFINITY && !visited[j]){
                DFS(g,j);
            }
        }
    }
    void DFSTraverse(MGraphy g){
        printf("deep first search begin.\n");
        for (int i = 0; i < g.vnum; i++) {
            if(!visited[i]){
                DFS(g,i);
            }
        }
    }
    
    int main() {
        MGraphy g ;
        createGraphy(&g);
        printf("graphy create success ! ! !\n");
        DFSTraverse(g);
    }
    
  3. 邻接表下的深度遍历

    int visited[MAXVEX] = {0};
    void DFS(Graph g, int i){      
        printf("%c",g.vset[i].name);
        visited[i] = 1;
        EdgeNode *edgeNode = g.vset[i].firstedgeNode;
        while(edgeNode!=NULL){
            if(!visited[edgeNode->index])
                DFS(g,edgeNode->index);
            edgeNode = edgeNode->next;
        }
    }
    void DFStraverse(Graph g){
        for (int i = 0; i < g.vNum; i++) {    // 用于不同连通分量
            if(!visited[i])
                DFS(g,i);
        }
    }
    
    int main() {
        Graph g;
        createGraphy(&g);
        printf("create graphy success ! ! !\n");
        DFStraverse(g);
    }
    
    

三. 广度优先遍历

  1. 广度优先遍历类似输的层次遍历
    (1)先入队列一个元素
    (2)弹出队列顶端的1个元素打印,并把它连接的顶点入队
    (3)重复以上过程,直到队列为空

  2. BFS的过程
    bfs.PNG-182.5kB

  3. BFS的实现
    (1)邻接矩阵的BFS

    typedef char VertexType;
    typedef int EdgeType;
    #define MAXVEX 100
    #define IUNFINITY 65535
    typedef struct {
        VertexType vexs[MAXVEX];        /* 顶点表*/
        EdgeType arc[MAXVEX][MAXVEX];   /* 邻接矩阵 */
        int vnum,edgenum;               /*定点的个数和边的个数*/
    }MGraphy;
        
        
    /**
     * 邻接矩阵遍历图
     * @param g
     */
    void BFSTraverse(MGraphy g){
        SeqQueue *queue;
        initQueue(queue);   // 顺序表实现的队列,先初始化
        int visited[] = {0};    // 初始化每个结点对应为未访问
        int a;
        for(int i=0;i<g.vnum;i++){   // 对每个结点进行深度遍历
            if(visited[i] == 0){
                visited[i] = 1;
                printf("%c",g.vexs[i]);  // 深度遍历后对结点进行打印操作
                enQueue(queue,i);        // 将节点放到队列中
                while (queueLength(queue)){
                    deQueue(queue,&a); // 取出对头元素,进行广度遍历
                    for (int j = 0; j < g.vnum; ++j) {
                        if(g.arc[a][j] == 1 && visited[j]==0){   // 存在边,且对应的店没有方问过
                            visited[j] = 1;
                            printf("%c",g.vexs[j]);
                            enQueue(queue,j);                           // 遍历后再入队
                        }
                    }
                }
            }
        }
    }
    

(2)邻接表的BFS
```c
typedef char VertexType;
typedef int EdgeType;
#define MAXVEX 100
#define IUNFINITY 65535

typedef struct EdgeNode{
    int adjvex;                         /*  邻接点域,该顶点对应的下标  */
    EdgeType weight;
    EdgeNode *next;                     /*  链,指向下一个邻接点  */
}EdgeNode;


typedef struct VertexNode{                  /*  顶点表结点  */
    VertexType data;                        /*  节点名字  */
    EdgeNode *firstedge;                    /*  边表头节点  */
}VertexNode;


typedef struct{
    VertexNode adjList[MAXVEX];             /*  顶点表是一个结构体数组,数组中的元素是Vertex节点  */
    int vnum,enumber;                       /*  图中当前顶点和边数  */
}GraphyAdjList;


/**
 * 广度优先遍历邻接表
 * @param g 
 */
void BFSTraverse2(GraphyAdjList *g){
    SeqQueue *queue;
    initQueue(queue);
    int a;
    int visited[g->vnum] = {0};
    for (int i = 0; i < g->vnum; ++i) {
        if(visited[i] == 0){
            visited[i] = 1;
            printf("%c",g->adjList[i].data);  // 打印定点
            enQueue(queue,i);
            while(queueLength(queue)!=0){
                deQueue(queue,&a);
                EdgeNode *p = g->adjList[i].firstedge;  // 进入结点的邻接表
                while (p!=NULL){
                    if(visited[p->adjvex] != 0){
                        visited[p->adjvex] == 1;
                        printf("%c\n",g->adjList[p->adjvex].data);
                        enQueue(queue,p->adjvex);
                    }
                    p = p->next;
                }
            }
        }
    }
}
```

7.4 最小生成树

  1. 应用场景
    设想有9个村庄,这些村庄构成如下图所示的地理位置,每个村庄的直线距离都不一样。若要在每个村庄间架设网络线缆,若要保证成本最小,则需要选择一条能够联通9个村庄,且长度最小的路线
    city.PNG-44.9kB

二. 最小生成树

  1. 最小生成树的概念
    (1)一个带权值的图:网。所谓最小成本,就是用n-1条边把n个顶点连接起来,且连接起来的权值最小。
    (2)我们把构造联通网的最小代价生成树称为最小生成树
    (3)普里姆算法和克鲁斯卡尔算法

  2. 普里姆算法
    如下图,普利姆的最小生成树过程为:用Vs存储已经遍历的点,用Es存储已经遍历的边
    普利姆.PNG-11.6kB
    (1)选择D为起点,加入Vs,与D连接的边中,权值最小的边为5,连接的点为A,因此将A加入到Vs,路径DA加入到Es。
    (2)此时Vs中存在D和A。与DA连接的边中,权值最小的为6,连接的点为F,因此F加入到Vs,边DF加入到Es。
    (3)此时Vs中存在DAF,与DAF连接的边中最小权值为7,连接的点为B,因此B加入Vs,路径AB加入Es
    (4)重复以上过程,知道Vs中加入了所有的点

    #include <stdio.h>
    
    typedef char VertexType;
    typedef int EdgeType;
    #define MAXVEX 100
    #define IUNFINITY 65535
    typedef struct {
        VertexType vexs[MAXVEX];        /* 顶点表*/
        EdgeType arc[MAXVEX][MAXVEX];   /* 邻接矩阵 */
        int vnum,edgenum;               /*定点的个数和边的个数*/
    }MGraphy;
    
    /**
     * 普里母最小生成树:邻接表表示,时间复杂度为O(n方)
     * @param g 
     */
    void miniSpanTree_Prim(MGraphy *g){
        int adjVetex[MAXVEX] = {0};   // 保存相关定点下标
        int lowcost[MAXVEX];      // 保存相关顶点间的权值
        lowcost[0] = 0;
        for (int i = 1; i < g->vnum; ++i)     // 循环除下标为0外的全部结点
            lowcost[i] = g->arc[0][i];        // 初始化lowcost数组,每一个元素的值为0点和给点边的权值
        
        for (int i = 1; i < g->vnum; ++i) {  // 循环除下标为0外的全部结点
            int min = IUNFINITY;          // 初始化最小权值为无穷
            int j=1,k=0;
            while(j<g->vnum){
                if(lowcost[j] != 0 && lowcost[j]<min){   // lowcost[j]为0表示当前点与其他点的权值数组
                    min = lowcost[j];
                    k = j;  // k为遍历到的最小权值边连接的点
                }
                j++;
            }
            printf("(%d,%d)",adjVetex[k],k); // 打印当前顶点边中权值最小的边
            lowcost[k] = 0;
            for (int j = 1; j < g->vnum; ++j) {
                if(lowcost[j] != 0 && g->arc[k][j] < lowcost[j]){
                    lowcost[j] = g->arc[k][j];   // 将较小边的权值并入lowcast
                    adjVetex[j] = k;
                }
            }
        }
    }
    
  3. 克鲁斯卡尔算法
    克鲁斯卡尔算法从边的集合中挑选权值最小的,加入到选择的边集合中。如果这条边,予以选择的边构成了回路,则舍弃这条边。
    如下图所示,克鲁斯卡尔的方法为:
    克鲁斯卡尔.PNG-59.5kB
    (1)选择权值最小为7的边V7-V4
    (2)选择权值最小为8的边V2-V8
    (3)选择权值最小为10的边V1-V0
    (4)选择权值最小为11的边V0-V5
    (5)选择全职最小为12的边V1-V8,但是发现V1和V8全部是已经访问的点,所以会构成回路,舍弃
    (6)选择权值最小为16的边V1-V6
    (7)选择权值最小为16的边V3-V7
    (8)。。。。

    /* 科鲁斯卡尔最小生成树的边的结构体  */
    typedef struct{
        int begin;
        int end;
        int weight;
    }Edge;
    
    typedef char VertexType;
    typedef int EdgeType;
    #define MAXVEX 100
    #define IUNFINITY 65535
    typedef struct {
        VertexType vexs[MAXVEX];        /* 顶点表*/
        EdgeType arc[MAXVEX][MAXVEX];   /* 邻接矩阵 */
        int vnum,edgenum;               /*定点的个数和边的个数*/
    }MGraphy;
    
    /**
     * 查找连线顶点的尾部下标
     */
    int find(int *parement,int f){  
        while (parement[f] > 0)
            f= parement[f];
        return f;
    }
    
    void miniSpan_Kruskal(MGraphy *g){
        Edge edges[g->edgenum];  // 定义边集数组
        int parement[g->vnum] = {0};     // 定义一个数组,用来判断是否形成回路
        /**
         * 此处省略将邻接矩阵g转化为边集数组edges,并按照权值由大到小排序的过程
         */
        for(int i=0;i<g->edgenum;i++){
            int n = find(parement,edges[i].begin);
            int m = find(parement,edges[i].end);
            if(n!=m){    // n != m说明没有形成环路
                parement[n] = m;  // 将此边的为节点放入到下标为起点的parement数组中
                printf("(%d,%d)  %d",edges[i].begin,edges[i].end,edges[i].weight);
            }
        }
    }
    

7.5 最短路径

一. 迪杰斯特拉

  1. 迪杰斯特拉算法
    (1)迪杰斯特拉,计算的是一个点到其余所有点的最短路径。
    (2)它的基本思想:
            如果点 i 到点 j 的最短路径经过k,则ij路径中,i到k的那一段一定是i到k的最短路径。

  2. 查找方法:
    (1)声明2个一维数组:一个用来标识当前顶点是否已经找到最短路径。另一个数组用来记录v0到该点的最短路径中,该点的前一个顶点是什么。
    (2)比较:计算\(v_0\)\(v_i\)的最短路径时,比较\(v_0\)\(v_i\)\(v_0\)\(v_k\)+\(v_k\)\(v_i\)的大小,而\(v_0v_k\)\(v_kv_i\)的值是暂时得出的记录在数组中的最短路径。

  3. 算法实现:基于邻接矩阵

    #include "graphy/graphy.c"   // 邻接矩阵
    #define MAXVEX 9
    #define INFINITY 65535
    typedef int Pathmatrix[MAXVEX];             //存储最短路径下标的数组
    typedef int ShortPathTable[MAXVEX];     //存储到各点最短路径的权值和
    
    /**
     * 迪杰斯特拉:求有向图G的V[0]到其余各点的最短路径及带权长度
     * @return
     */
    void shortestPath_Dijkstra(MGraphy *g,int v0,Pathmatrix *p,ShortPathTable *sptable){
        int final[MAXVEX] = {0};
        *p = {0};   // 初始化最短路径数组为0
        for (int i = 0; i < g->vnum; ++i)
            (*sptable)[i] = g->arc[v0][i];   //初始化sptable:让最短路径为图中v0和其余各顶点的权值
    
        (*sptable)[v0] = 0;     // sptable记录v0到v0的权值为0
        final[v0] = 1;               // final数组,记录以求得v0到v0的最短路径
    
        /* 每次循环求得v0到顶点v的最短路径 */
        for (int i = 0; i< g->vnum ; ++i) {
            int min = INFINITY;
            int k;
            for (int j = 0; j < g->vnum; ++j) {   // 循环每个顶点
                if(! final[j] && (*sptable)[j] < min){
                    k = j;                                     // 这个k只是把j的作用域扩大出去,供后面计算a
                    min = (*sptable)[j];              // 让min=当前被遍历顶点与v0点的边的权值
                }
                final[k]  = 1;
                for (int w = 0; w < g->vnum ; ++w) {
                    int a = min+g->arc[k][w];     // 上面让k=j,所以a=(*sptable)[j] + g->arc[j][w]。也就是:比如计算a0到a2,就比较a0a1+a1a2 与邻接矩阵中的a0a2边的权值
                    if(! final[w] && a < (*sptable)[w]) {
                        (*sptable)[w] = a;
                        (*p)[w] = k;                      // 这个k就是:假设该等式角标与程序无关,计算 a[i][j] > a[i][k]+a[k][j],记录i到j的最短路径中,j前面的节点
                    }
                }
            }
        }
    }
    

二. 弗洛伊德算法

  1. 弗洛伊德与迪杰斯特拉的区别
    (1)它们都是基于比较\(v_0\)\(v_i\)\(v_0\)\(v_k\)+\(v_k\)\(v_i\)的大小的基本算法。
    (2)弗洛伊德三次循环计算出了每个点个其他点的最短路径,迪杰斯特拉算法用2次循环计算出了一个点到其他各点的最短路径 。
    (3)如果要计算出全部的点到其他点的最短路径,他们都是\(O(n^2)\)

    typedef int Pathmatrix_Floyd[MAXVEX][MAXVEX];             //存储最短路径下标的数组
    typedef int ShortPathTable_Floyd[MAXVEX][MAXVEX];     //存储到各点最短路径的权值和
    void shortPath_Floyd(MGraphy *g,Pathmatrix_Floyd *p,ShortPathTable_Floyd *D){
        for (int i = 0; i < ; ++i) {
            for (int j = 0; j < g->vnum; ++j) {
                (*D)[i][j] = g -> arc[i][j];
                (*p)[i][j] = j;
            }
        }
        for (int i = 0; i < g->vnum; ++i) {
            for (int j = 0; j < g->vnum; ++j) {
                for (int k = 0; k < g->vnum; ++k) {
                    if((*D)[j][k] > (*D)[j][i]+(*D)[i][k]){
                        (*D)[j][k] = (*D)[j][i]+(*D)[i][k];
                        (*p)[j][k] = (*p)[j][i];
                    }
                }
            }
        }
    }
    
    

7.6 拓扑排序

一. 拓扑排序的概念

  1. 拓扑排序是对AOV网输出的一个序列
  2. AOV网(Active on Vertex Network):在一个表示工程的有向图中,用顶点表示活动,用弧表示活动之间的优先关系。这样的图称为活动的网。

二. 拓扑排序的算法

  1. 步骤:
    从AOV网中选择一个入度为0的顶点然后删除此顶点,并删除以此顶点为。重复此步骤,直到输出全部顶点或AOV网中不存在入度为0的顶点为止。

  2. 拓扑排序中顶点的数据结构:
    (1)前面求最小生成树和最短路径时,都是使用邻接矩阵,但由于拓扑排序中,需要删除顶点,所以使用邻接表方便。
    (2)因为拓扑排序中,需要删除入度为0的顶点,所以在原先的顶点数据结构中,加入入度域in。使顶点接都变为
    ![image_1auud954h1rbs1cm014lb16l83ip.png-3.1kB][23]

    #include <malloc.h>
    #define MAXVEX 100
    typedef struct EdgeNode{         /* 边表 */
        int adjvex;                                 /* 顶点下标 */
        int weight;                                 /* 权值 */
        struct EdgeNode *next;          /* 边表中的下一节点 */
    }EdgeNode;
    
    typedef struct VertexNode{      /* 定点表 */
        int in;
        int data;
        EdgeNode *firstEdge;
    }VertexNode,AdjList[MAXVEX];
    
    typedef struct{
        AdjList adjList;
        int numVertexes,numEdges;
    }graphAdjList,* GraphAdjList;
    
    /**
     * 拓扑排序
     * @param gl :链表
     * @return :若GL无回路,则输出排序序列并返回1;若有回路则返回-1
     */
    int topologicalSort(GraphAdjList gl){
        int *stack = (int *)malloc(gl->numVertexes * sizeof(int));   // stack用于存储入度为0的节点
        int top = 0;   // stack栈顶指针
        int count;      // 加入到栈中节点个数
        for (int i = 0; i < gl->numVertexes; ++i)
            if(gl->adjList[i].in == 0)
                stack[++top] = i;
    
        while(top!=0){
            int gettop = stack[top--];
            printf("%d -> ",gl->adjList[gettop].data);
            count ++;
            for(EdgeNode *e=gl->adjList[gettop].firstEdge; e ; e=e->next){
                int k = e->adjvex;                   // 顶点的下标
                if( ! (-- gl->adjList[k].in))      // 将k号顶点入度减1
                    stack[++top] = k;                // 如果发现入度为0,则把该顶点加入到栈中
            }
        }
    
       int res =  (count < gl->numVertexes) ? -1 : 1;      //  如果最后遍历到的个数小于图的总定点数,则说明有环存在,返回-1
        return res;
    }
    
    

7.7 关键路径

一. 概念

  1. 拓扑排序是解决一个工程能否顺序进行的问题,

  2. 当需要计算一个工程完成的最短时间,就需要用关键路径。

  3. 拓扑排序使用的是AOV网(定点表示活动)。关键路径使用AOE网(边表示活动)。AOV网只能表示活动之间的制约关系,而AOE网可以用变得权值表示活动的持续时间。所以AOE网是建立在活动之间制约关系没有矛盾的基础上,再来分析整个工程需要多少时间。

  4. 路径长度:路径上各个活动持续的时间之和
    关键路径:从源点到汇点具有的最大长度的路径
    关键活动:关键路径上的活动

二. 关键路径算法

  1. 关键路径算法中需要的变量:
    (1)事件最早开始时间etv(earlist time of vertex):顶点\(v_k\)的最早发生时间
    (2)事件最晚开始时间ltv(latest time of vertex) :顶点\(v_k\)的最晚发生时间,超过此时间,会延误整个工期
    (3)活动最早开始时间(earlist time of edge):弧\(a_k\)的最早发生时间
    (4)活动最晚开始时间(latest time of edge) :弧\(a_k\)的最晚发生时间,就是不推迟工期的最晚开始时间

    int *etv,*ltv;      /* 事件最早,最晚发生时间 */
    int *stack2;        /* 用于存储拓扑排序的栈 */
    int top2 = 0;        /* stack2的栈顶指针 */
    
    int topologicalSort2(GraphAdjList gl){
        int *stack = (int *)malloc(gl->numVertexes * sizeof(int));    /* 建栈将入度为0的顶点入栈 */
        int top = 0;
        for (int i = 0; i < gl->numVertexes; ++i) {
            if(0 == gl->adjList[i].in)
                stack[++top] = i;
        }
    
        etv = (int *)malloc(gl->numVertexes * sizeof(int));     /* 时间最早开时间数组 */
        for (int i = 0; i < gl->numVertexes; ++i)                          /* 初始化最早开始时间数组全0 */
            etv[i] = 0;
    
        int count = 0;
        stack2 = (int *)malloc(gl->numVertexes * sizeof(int));
        while (top !=0 ){
            int gettop = stack[top--];
            count ++;
            stack2[++top2] = gettop;              /* 将弹出的顶点序号压入拓扑排序的栈 */
    
            for (EdgeNode *e = gl->adjList[gettop].firstEdge; e ; e = e->next) {
                int k = e->adjvex;
                if( !(-- gl->adjList[k].in) )
                    stack[++top] = k;
                if( (etv[gettop] + e->weight) > etv[k] )    /* 求各点事件最早发生时间值 */
                    etv[k] = etv[gettop] + e->weight;
            }
        }
    
        if(count < gl->numVertexes)
            return -1;
        else
            return 1;
    }
    
    void criticalPath(GraphAdjList gl){
        topologicalSort2(gl);
        ltv = (int *) malloc (gl->numVertexes * sizeof(int));     /* 事件最晚发生时间 */
        for (int i = 0; i < gl->numVertexes; ++i)
            ltv[i] = etv[gl->numVertexes -1];                                /* 初始化ltv */
    
        int k;
        while(top2 != 0){
            int gettop = stack2[top2--];
            for(EdgeNode *e=gl->adjList[gettop].firstEdge ; e ; e=e->next){
                k = e->adjvex;
                if(ltv[k] - e->weight < ltv[gettop])
                    ltv[gettop] = ltv[k] - e->weight;
            }
        }
    
        for (int j = 0; j < gl->numVertexes; ++j) {
            for (EdgeNode *e = gl->adjList[j].firstEdge; e ; e = e->next) {
                k = e->adjvex;
                int ete = etv[j];                        /* 活动最早发生时间 */
                int lte = ltv[k] - e->weight;      /* 活动最迟发生时间 */
                if(ete == lte)
                    printf("<v_%d , v_%d> length: %d",gl->adjList[j].data,gl->adjList[k].data,e->weight);
            }
        }
    }
    
    
posted @ 2016-10-08 12:02  moon_lord  阅读(20597)  评论(4编辑  收藏  举报