#include<iostream>
using namespace std;

#define MAXEDGE 20
#define MAXVEX 20
#define INFINITY 65535

typedef struct
{
    int vexs[MAXVEX];
    int arc[MAXVEX][MAXVEX];
    int numVertexes, numEdges;
} MGraph;

typedef int Patharc[MAXVEX][MAXVEX];
typedef int ShortPathTable[MAXVEX][MAXVEX];

/* 構建圖 */
void CreateMGraph(MGraph *G)
{
    int i, j;

    /* printf("請輸入邊數和頂點數:"); */
    G->numEdges = 16;
    G->numVertexes = 9;

    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] = G->arc[j][i] = INFINITY;
        }
    }

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

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

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

    G->arc[7][8] = 4;


    for(i = 0; i < G->numVertexes; i++)
    {
        for(j = i; j < G->numVertexes; j++)
        {
            G->arc[j][i] = G->arc[i][j];
        }
    }

}
/* Floyd演算法，求網圖G中各頂點v到其餘頂點w的最短路徑P[v][w]及帶權長度D[v][w]。 */
void ShortestPath_Floyd(MGraph MG, Patharc P, ShortPathTable D)
{
    int v, w, k;
    for (v = 0; v < MG.numVertexes; v++)/* 初始化D與P */
    {
        for (w = 0; w < MG.numVertexes; w++)
        {
            D[v][w] = MG.arc[v][w];/* D[v][w]值即為對應點間的權值 */
            P[v][w] = w;/* 初始化P */
        }
    }

    for (k = 0; k < MG.numVertexes; k++)
    {
        for (v = 0; v < MG.numVertexes; v++)
        {
            for (w = 0; w < MG.numVertexes; w++)
            {
                /* 如果經過下標為k頂點路徑比原兩點間路徑更短 */
                if (D[v][w] > D[v][k] + D[k][w])
                {
                    /* 將當前兩點間權值設為更小的一個 */
                    D[v][w] = D[v][k] + D[k][w];
                    P[v][w] = P[v][k];/* 路徑設定為經過下標為k的頂點 */
                }
            }
        }
    }
}

int main(void)
{
    int v, w, k;
    MGraph MG;
    Patharc P;
    ShortPathTable D;
    CreateMGraph(&MG);
    ShortestPath_Floyd(MG, P, D);

    cout << "各頂點間最短路徑如下: " << endl;

    for (v = 0; v < MG.numVertexes; v++)
    {
        for (w = v + 1; w < MG.numVertexes; w++)
        {
            cout << "v" << v << "--" << "v" << w << " weight: " << D[v][w]
                 << " Path: " << v << ' ';
            k = P[v][w];
            while (k != w)
            {
                cout << "-> " << k << " ";
                k = P[k][w];
            }
            cout << "-> " << w << endl;
        }
        cout << endl;
    }

    return 0;
}