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AOV网:在表示一个工程的有向图的中,用顶点表示活动,用弧表示活动之间的优先关系,这样的有向图为顶点表示活动的网。
设G=(V,E)是一个具有n个顶点的有向图,V中顶点序列V1,V2,…,Vn,满足若从顶点Vi到Vj有一条路径,则在顶点序列中顶点Vi必在顶点Vj之前。则我们称这样的顶点序列为一个拓扑序列。
1.拓扑排序算法思想
对AOV网进行拓扑排序的基本思路是:从AOV网中选择一个入度为0的顶点输出,然后删去此顶点,并删除以此顶点为尾的弧,继续重复此步骤,直到输出全部顶点或者AOV网中不存在入度为0的顶点为止。
在拓扑排序中,需要删除顶点,显然用邻接表更加方便,因此我们需要为AOV网建立一个邻接表。考虑到算法过程中始终要查找入度为0的顶点,我们在原来顶点表的结构中,增加一个入度域in。
下面是一张AOV网,我们可以得到下面的邻接表数据结构:
//边表结构 typedef struct EdgeNode{ int adjvex;//邻接点域 int weight;//存储权值 struct EdgeNode *next; //链域,指向下一个邻接点 }EdgeNode; //顶点表结点 typedef struct VertexNode { int in;//顶点入度 int data;//顶点域,存储顶点信息 EdgeNode *firstedge;//边表头指针 }VertexNode,AdjList[MAXVEX]; typedef struct { AdjList adjList; int numVertexes;//顶点数 int numEdges;//边数 }graphAdjList,*GraphAdjList;
2.拓扑排序代码实现
#include<iostream> #include "math.h" #include "stdlib.h" using namespace std; #define MAXVEX 14 #define MAXEDGE 20 #define OK 1 #define ERROR 0 #define TRUE 1 #define FALSE 0 //边表结构 typedef struct EdgeNode{ int adjvex;//邻接点域 int weight;//存储权值 struct EdgeNode *next; //链域,指向下一个邻接点 }EdgeNode; //顶点表结点 typedef struct VertexNode { int in;//顶点入度 int data;//顶点域,存储顶点信息 EdgeNode *firstedge;//边表头指针 }VertexNode,AdjList[MAXVEX]; typedef struct { AdjList adjList; int numVertexes;//顶点数 int numEdges;//边数 }graphAdjList,*GraphAdjList; //邻接矩阵结构 typedef struct { int vexs[MAXVEX]; int arc[MAXVEX][MAXVEX]; int numVertexes, numEdges; }MGraph; void CreateMGraph(MGraph *G) { int i, j; G->numEdges=MAXEDGE; G->numVertexes=MAXVEX; for (i = 0; i < G->numVertexes; i++) { G->vexs[i]=i; } for (i = 0; i < G->numVertexes; i++) { for ( j = 0; j < G->numVertexes; j++) { G->arc[i][j]=0; } } G->arc[0][4]=1; G->arc[0][5]=1; G->arc[0][11]=1; G->arc[1][2]=1; G->arc[1][4]=1; G->arc[1][8]=1; G->arc[2][5]=1; G->arc[2][6]=1; G->arc[2][9]=1; G->arc[3][2]=1; G->arc[3][13]=1; G->arc[4][7]=1; G->arc[5][8]=1; G->arc[5][12]=1; G->arc[6][5]=1; G->arc[8][7]=1; G->arc[9][10]=1; G->arc[9][11]=1; G->arc[10][13]=1; G->arc[12][9]=1; } /* 利用邻接矩阵构建邻接表 */ void CreateALGraph(MGraph G,GraphAdjList *GL) { int i,j; EdgeNode *e; *GL = (GraphAdjList)malloc(sizeof(graphAdjList)); (*GL)->numVertexes=G.numVertexes; (*GL)->numEdges=G.numEdges; for(i= 0;i <G.numVertexes;i++) /* 读入顶点信息,建立顶点表 */ { (*GL)->adjList[i].in=0; (*GL)->adjList[i].data=G.vexs[i]; (*GL)->adjList[i].firstedge=NULL; /* 将边表置为空表 */ } for(i=0;i<G.numVertexes;i++) /* 建立边表 */ { for(j=0;j<G.numVertexes;j++) { if (G.arc[i][j]==1) { e=(EdgeNode *)malloc(sizeof(EdgeNode)); e->adjvex=j; /* 邻接序号为j */ e->next=(*GL)->adjList[i].firstedge; /* 将当前顶点上的指向的结点指针赋值给e */ (*GL)->adjList[i].firstedge=e; /* 将当前顶点的指针指向e */ (*GL)->adjList[j].in++; } } } } //拓扑排序 int TopologicalSort(GraphAdjList GL){ EdgeNode *e; int i,k,gettop; int top=0; /* 用于栈指针下标 */ int count=0;/* 用于统计输出顶点的个数 */ int *stack; /* 建栈将入度为0的顶点入栈 */ stack=(int *)malloc(GL->numVertexes * sizeof(int) ); for(i = 0; i<GL->numVertexes; i++) if(0 == GL->adjList[i].in) /* 将入度为0的顶点入栈 */ stack[++top]=i; while(top!=0) { gettop=stack[top--]; cout<<GL->adjList[gettop].data<<" -> "; count++; /* 输出i号顶点,并计数 */ for(e = GL->adjList[gettop].firstedge; e; e = e->next) { k=e->adjvex; if( !(--GL->adjList[k].in) ) /* 将i号顶点的邻接点的入度减1,如果减1后为0,则入栈 */ stack[++top]=k; } } cout<<endl; if(count < GL->numVertexes) return ERROR; else return OK; } int main(void) { MGraph G; GraphAdjList GL; int result; CreateMGraph(&G); CreateALGraph(G,&GL); result=TopologicalSort(GL); cout<<"result:"<<result<<endl; return 0; }