/*Copyright (c) 2015, 煙臺大學計算機與控制工程學院
* All rights reserved.
* 檔名稱：H1.cpp
* 作者：辛志勐
* 完成日期：2015年11月23日
* 版本號：VC6.0
* 問題描述：廣度優先遍歷——BFS
* 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

void ArrayToList(int *Arr, int n, ALGraph *&); //用普通陣列構造圖的鄰接表

void DispAdj(ALGraph *G);//輸出鄰接表G

void ArrayToList(int *Arr, int n, ALGraph *&G)
{
    int i,j,count=0;  //count用於統計邊數，即矩陣中非0元素個數
    ArcNode *p;
    G=(ALGraph *)malloc(sizeof(ALGraph));
    G->n=n;
    for (i=0; i<n; i++)                 //給鄰接表中所有頭節點的指標域置初值
        G->adjlist[i].firstarc=NULL;
    for (i=0; i<n; i++)                 //檢查鄰接矩陣中每個元素
        for (j=n-1; j>=0; j--)
            if (Arr[i*n+j]!=0)      //存在一條邊，將Arr看作n×n的二維陣列，Arr[i*n+j]即是Arr[i][j]
            {
                p=(ArcNode *)malloc(sizeof(ArcNode));   //建立一個節點*p
                p->adjvex=j;
                p->info=Arr[i*n+j];
                p->nextarc=G->adjlist[i].firstarc;      //採用頭插法插入*p
                G->adjlist[i].firstarc=p;
            }

    G->e=count;
}

void DispAdj(ALGraph *G)
//輸出鄰接表G
{
    int i;
    ArcNode *p;
    for (i=0; i<G->n; i++)
    {
        p=G->adjlist[i].firstarc;
        printf("%3d: ",i);
        while (p!=NULL)
        {
            printf("-->%d/%d ",p->adjvex,p->info);
            p=p->nextarc;
        }
        printf("\n");
    }
}

void BFS(ALGraph *G, int v)
{
    ArcNode *p;
    int w,i;
    int queue[MAXV],front=0,rear=0; //定義迴圈佇列
    int visited[MAXV];     //定義存放節點的訪問標誌的陣列
    for (i=0; i<G->n; i++) visited[i]=0; //訪問標誌陣列初始化
    printf("%2d",v);            //輸出被訪問頂點的編號
    visited[v]=1;                       //置已訪問標記
    rear=(rear+1)%MAXV;
    queue[rear]=v;              //v進隊
    while (front!=rear)         //若佇列不空時迴圈
    {
        front=(front+1)%MAXV;
        w=queue[front];             //出隊並賦給w
        p=G->adjlist[w].firstarc;   //找w的第一個的鄰接點
        while (p!=NULL)
        {
            if (visited[p->adjvex]==0)
            {
                printf("%2d",p->adjvex); //訪問之
                visited[p->adjvex]=1;
                rear=(rear+1)%MAXV; //該頂點進隊
                queue[rear]=p->adjvex;
            }
            p=p->nextarc;       //找下一個鄰接頂點
        }
    }
    printf("\n");
}

int main()
{
    ALGraph *G;
    int A[5][5]=
    {
        {0,1,0,1,0},
        {1,0,1,0,0},
        {0,1,0,1,1},
        {1,0,1,0,1},
        {0,0,1,1,0}
    };
    ArrayToList(A[0], 5, G);

    printf(" 由2開始廣度遍歷:");
    BFS(G, 2);

    printf(" 由0開始廣度遍歷:");
    BFS(G, 0);
    return 0;
}

知識點總結：定義迴圈佇列，實現廣度遍歷。

學習新得：剛一看到隊，腦子一片空白，趕緊往前翻了翻書看了一遍，也算是複習了吧。