/*Copyright (c) 2015, 煙臺大學計算機與控制工程學院
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* 檔名稱：H1.cpp
* 作者：辛志勐
* 完成日期：2015年11月27日
* 版本號：VC6.0
* 問題描述：最小生成樹的普里姆演算法 
* 輸入描述：無
* 程式輸出：圖的基本輸出
*/

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>


#define MAXV 100                //最大頂點個數
#define INF 32767       //INF表示∞
typedef int InfoType;
//以下定義鄰接矩陣型別
typedef struct
{
    int no;                     //頂點編號
    InfoType info;              //頂點其他資訊，在此存放帶權圖權值
} VertexType;                   //頂點型別
typedef struct                  //圖的定義
{
    int edges[MAXV][MAXV];      //鄰接矩陣
    int n,e;                    //頂點數，弧數
    VertexType vexs[MAXV];      //存放頂點資訊
} MGraph;                       //圖的鄰接矩陣型別
//以下定義鄰接表型別
typedef struct ANode            //弧的結點結構型別
{
    int adjvex;                 //該弧的終點位置
    struct ANode *nextarc;      //指向下一條弧的指標
    InfoType info;              //該弧的相關資訊,這裡用於存放權值
} ArcNode;
typedef int Vertex;
typedef struct Vnode            //鄰接表頭結點的型別
{
    Vertex data;                //頂點資訊
    int count;                  //存放頂點入度,只在拓撲排序中用
    ArcNode *firstarc;          //指向第一條弧
} VNode;
typedef VNode AdjList[MAXV];    //AdjList是鄰接表型別
typedef struct
{
    AdjList adjlist;            //鄰接表
    int n,e;                    //圖中頂點數n和邊數e
} ALGraph;                      //圖的鄰接表型別




//功能：由一個反映圖中頂點鄰接關係的二維陣列，構造出用鄰接矩陣儲存的圖
//引數：Arr - 陣列名，由於形式引數為二維陣列時必須給出每行的元素個數，在此將引數Arr宣告為一維陣列名（指向int的指標）
//      n - 矩陣的階數
//      g - 要構造出來的鄰接矩陣資料結構
void ArrayToMat(int *Arr, int n, MGraph &g); //用普通陣列構造圖的鄰接矩陣


void ArrayToMat(int *Arr, int n, MGraph &g)
{
    int i,j,count=0;  //count用於統計邊數，即矩陣中非0元素個數
    g.n=n;
    for (i=0; i<g.n; i++)
        for (j=0; j<g.n; j++)
        {
            g.edges[i][j]=Arr[i*n+j]; //將Arr看作n×n的二維陣列，Arr[i*n+j]即是Arr[i][j]，計算儲存位置的功夫在此應用
            if(g.edges[i][j]!=0)
                count++;
        }
    g.e=count;
}


void Prim(MGraph g,int v)
{
    int lowcost[MAXV];          //頂點i是否在U中
    int min;
    int closest[MAXV],i,j,k;
    for (i=0; i<g.n; i++)           //給lowcost[]和closest[]置初值
    {
        lowcost[i]=g.edges[v][i];
        closest[i]=v;
    }
    for (i=1; i<g.n; i++)           //找出n-1個頂點
    {
        min=INF;
        for (j=0; j<g.n; j++)     //在(V-U)中找出離U最近的頂點k
            if (lowcost[j]!=0 && lowcost[j]<min)
            {
                min=lowcost[j];
                k=j;            //k記錄最近頂點的編號
            }
        printf(" 邊(%d,%d)權為:%d\n",closest[k],k,min);
        lowcost[k]=0;           //標記k已經加入U
        for (j=0; j<g.n; j++)       //修改陣列lowcost和closest
            if (g.edges[k][j]!=0 && g.edges[k][j]<lowcost[j])
            {
                lowcost[j]=g.edges[k][j];
                closest[j]=k;
            }
    }
}


int main()
{
    MGraph g;
    int A[6][6]=
    {
        {0,6,1,5,INF,INF},
        {6,0,5,INF,3,INF},
        {1,5,0,5,6,4},
        {5,INF,5,0,INF,2},
        {INF,3,6,INF,0,6},
        {INF,INF,4,2,6,0}
    };
    ArrayToMat(A[0], 6, g);
    printf("最小生成樹構成:\n");
    Prim(g,0);
    return 0;

}