#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"
#include "io.h"
#include "math.h"
#include "time.h"

#define OK 1
#define ERROR 0
#define TRUE 1
#define FALSE 0

#define MAXEDGE 30
#define MAXVEX 30
#define INFINITY 65535

typedef int Status; /* Status是函數的類型,其值是函數結果狀態代碼，如OK等 */

int *etv,*ltv; /* 事件最早發生時間和最遲發生時間數組，全局變量 */
int *stack2; /* 用於存儲拓撲序列的棧 */
int top2; /* 用於stack2的指針 */

/* 鄰接矩陣結構 */
typedef struct
{
int vexs[MAXVEX];
int arc[MAXVEX][MAXVEX];
int numVertexes, numEdges;
}MGraph;

/* 鄰接表結構****************** */
typedef struct EdgeNode /* 邊表結點 */
{
int adjvex; /* 鄰接點域，存儲該頂點對應的下標 */
int weight; /* 用於存儲權值，對於非網圖可以不需要 */
struct EdgeNode *next; /* 鏈域，指向下一個鄰接點 */
}EdgeNode;

typedef struct VertexNode /* 頂點表結點 */
{
int in; /* 頂點入度 */
int data; /* 頂點域，存儲頂點信息 */
EdgeNode *firstedge;/* 邊表頭指針 */
}VertexNode, AdjList[MAXVEX];

typedef struct
{
AdjList adjList;
int numVertexes,numEdges; /* 圖中當前頂點數和邊數 */
}graphAdjList,*GraphAdjList;
/* **************************** */

void CreateMGraph(MGraph *G)/* 構件圖 */
{
int i, j;
/* printf("請輸入邊數和頂點數:"); */
G->numEdges=13;
G->numVertexes=10;

for (i = 0; i < G->numVertexes; i++)/* 初始化圖 */
{
G->vexs[i]=i;
}

for (i = 0; i < G->numVertexes; i++)/* 初始化圖 */
{
for ( j = 0; j < G->numVertexes; j++)
{
if (i==j)
G->arc[i][j]=0;
else
G->arc[i][j]=INFINITY;
}
}

G->arc[0][1]=3;
G->arc[0][2]=4;
G->arc[1][3]=5;
G->arc[1][4]=6;
G->arc[2][3]=8;
G->arc[2][5]=7;
G->arc[3][4]=3;
G->arc[4][6]=9;
G->arc[4][7]=4;
G->arc[5][7]=6;
G->arc[6][9]=2;
G->arc[7][8]=5;
G->arc[8][9]=3;

}

/* 利用鄰接矩陣構建鄰接表 */
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++) /* 讀入頂點信息，建立頂點表 */
{
(*GL)->adjList[i].in=0;
(*GL)->adjList[i].data=G.vexs[i];
(*GL)->adjList[i].firstedge=NULL; /* 將邊表置為空表 */
}

for(i=0;i<G.numVertexes;i++) /* 建立邊表 */
{
for(j=0;j<G.numVertexes;j++)
{
if (G.arc[i][j]!=0 && G.arc[i][j]<INFINITY)
{
e=(EdgeNode *)malloc(sizeof(EdgeNode));
e->adjvex=j; /* 鄰接序號為j */
e->weight=G.arc[i][j];
e->next=(*GL)->adjList[i].firstedge; /* 將當前頂點上的指向的結點指針賦值給e */
(*GL)->adjList[i].firstedge=e; /* 將當前頂點的指針指向e */
(*GL)->adjList[j].in++;

}
}
}

}

/* 拓撲排序 */
Status TopologicalSort(GraphAdjList GL)
{ /* 若GL無回路，則輸出拓撲排序序列並返回1，若有回路返回0。 */
EdgeNode *e;
int i,k,gettop;
int top=0; /* 用於棧指針下標 */
int count=0;/* 用於統計輸出頂點的個數 */
int *stack; /* 建棧將入度為0的頂點入棧 */
stack=(int *)malloc(GL->numVertexes * sizeof(int) );
for(i = 0; i<GL->numVertexes; i++)
if(0 == GL->adjList[i].in) /* 將入度為0的頂點入棧 */
stack[++top]=i;

top2=0;
etv=(int *)malloc(GL->numVertexes * sizeof(int) ); /* 事件最早發生時間數組 */
for(i=0; i<GL->numVertexes; i++)
etv[i]=0; /* 初始化 */
stack2=(int *)malloc(GL->numVertexes * sizeof(int) );/* 初始化拓撲序列棧 */

printf("TopologicalSort:\t");
while(top!=0)
{
gettop=stack[top--];
printf("%d -> ",GL->adjList[gettop].data);
count++; /* 輸出i號頂點，並計數 */

stack2[++top2]=gettop; /* 將彈出的頂點序號壓入拓撲序列的棧 */

for(e = GL->adjList[gettop].firstedge; e; e = e->next)
{
k=e->adjvex;
if( !(--GL->adjList[k].in) ) /* 將i號頂點的鄰接點的入度減1，如果減1後為0，則入棧 */
stack[++top]=k;

if((etv[gettop] + e->weight)>etv[k]) /* 求各頂點事件的最早發生時間etv值 */
etv[k] = etv[gettop] + e->weight;
}
}
printf("\n");
if(count < GL->numVertexes)
return ERROR;
else
return OK;
}

/* 求關鍵路徑,GL為有向網，輸出G的各項關鍵活動 */
void CriticalPath(GraphAdjList GL)
{
EdgeNode *e;
int i,gettop,k,j;
int ete,lte; /* 聲明活動最早發生時間和最遲發生時間變量 */
TopologicalSort(GL); /* 求拓撲序列，計算數組etv和stack2的值 */
ltv=(int *)malloc(GL->numVertexes*sizeof(int));/* 事件最早發生時間數組 */
for(i=0; i<GL->numVertexes; i++)
ltv[i]=etv[GL->numVertexes-1]; /* 初始化 */

printf("etv:\t");
for(i=0; i<GL->numVertexes; i++)
printf("%d -> ",etv[i]);
printf("\n");

while(top2!=0) /* 出棧是求ltv */
{
gettop=stack2[top2--];
for(e = GL->adjList[gettop].firstedge; e; e = e->next) /* 求各頂點事件的最遲發生時間ltv值 */
{
k=e->adjvex;
if(ltv[k] - e->weight < ltv[gettop])
ltv[gettop] = ltv[k] - e->weight;
}
}

printf("ltv:\t");
for(i=0; i<GL->numVertexes; i++)
printf("%d -> ",ltv[i]);
printf("\n");

for(j=0; j<GL->numVertexes; j++) /* 求ete,lte和關鍵活動 */
{
for(e = GL->adjList[j].firstedge; e; e = e->next)
{
k=e->adjvex;
ete = etv[j]; /* 活動最早發生時間 */
lte = ltv[k] - e->weight; /* 活動最遲發生時間 */
if(ete == lte) /* 兩者相等即在關鍵路徑上 */
printf("<v%d - v%d> length: %d \n",GL->adjList[j].data,GL->adjList[k].data,e->weight);
}
}
}

int main(void)
{
MGraph G;
GraphAdjList GL;
CreateMGraph(&G);
CreateALGraph(G,&GL);
CriticalPath(GL);
return 0;
}

10關鍵路徑_CriticalPath