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너비 우선 탐색(Breath First Search) 그래프를 정점과 간선 집합으로 표현 [C++ 소스] 본문

C++/디딤돌 자료구조와 알고리즘 with C++

너비 우선 탐색(Breath First Search) 그래프를 정점과 간선 집합으로 표현 [C++ 소스]

Only 프로그램 소스 언제나휴일 2016.06.12 21:08

너비 우선 탐색(Breath First Search) 

그래프를 정점과 간선 집합으로 표현 [C++ 소스]


너비 우선 탐색(정점과 간선 그래프).zip


"본문 내용"은 언제나 휴일 본 사이트에 있습니다.


//Edge.h

#pragma once

class Edge

{

    int vt1;

    int vt2;

public:

    Edge(int vt1,int vt2);

    bool Exist(int vt)const;

    bool Exist(int vt1, int vt2)const;

    int Other(int vt)const;

    void View()const;

};


//Edge.cpp

#include "Edge.h"

#include <iostream>

using namespace std;

 

Edge::Edge(int vt1,int vt2)

{

    this->vt1 = vt1;

    this->vt2 = vt2;

}

bool Edge::Exist(int vt)const

{

    return (vt1 == vt)||(vt2==vt);

}

bool Edge::Exist(int vt1, int vt2)const

{

    return Exist(vt1) && Exist(vt2);

}

int Edge::Other(int vt)const

{

    if(vt1 == vt)

    {

        return vt2;

    }

    if(vt2 == vt)

    {

        return vt1;

    }

    return -1;

}

void Edge::View()const

{

    cout<<"("<<vt1<<","<<vt2<<")";

}


//Graph.h

#pragma once

#include "Edge.h"

#include <iostream>

#include <vector>

using namespace std;

typedef vector<int> Vertexs;

typedef Vertexs::iterator VIter;

typedef Vertexs::const_iterator CVIter;

 

typedef vector<Edge *> Edges;

typedef Edges::iterator EIter;

typedef Edges::const_iterator CEIter;

 

class Graph

{

    Vertexs vertexs;

    Edges edges;

public:   

    ~Graph(void);   

    bool AddVertex(int vt);

    bool Exist(int vt)const;

    bool AddEdge(int vt1, int vt2);//간선 추가

    bool Exist(int vt1,int vt2)const;

    void ViewNeighbors()const;

    void ViewNeighbor(int vt)const;

    Vertexs FindNeighbors(int vt);

};


//Graph.cpp

#include "Graph.h"

#include <string.h>

#include <algorithm>

 

Graph::~Graph(void)

{

    EIter seek = edges.begin();

    EIter last = edges.end();

    for(  ;seek != last; ++seek)

    {

        delete (*seek);//간선 소멸       

    }   

}

bool Graph::AddVertex(int vt)

{

    if(Exist(vt))

    {

        return false;

    }

    vertexs.push_back(vt);

    return true;

}

bool Graph::Exist(int vt)const

{

    return find(vertexs.begin(),vertexs.end(),vt) != vertexs.end();

}

bool Graph::AddEdge(int vt1, int vt2)//간선 추가

{

    if(Exist(vt1)&&Exist(vt2))

    {

        if(Exist(vt1,vt2))

        {

            return false;

        }

        edges.push_back(new Edge(vt1,vt2));

        return true;

    }

    return false;

}

bool Graph::Exist(int vt1,int vt2)const

{

    CEIter seek = edges.begin();

    CEIter last = edges.end();

    for(  ;seek != last; ++seek)

    {

        if((*seek)->Exist(vt1,vt2))

        {

            return true;

        }

    }   

    return false;

}

void Graph::ViewNeighbors()const

{

    cout<<"=== 이웃 정점 ==="<<endl;

    CVIter seek = vertexs.begin();

    CVIter last = vertexs.end();

    for(   ;seek != last; ++seek)

    {

        cout<<(*seek)<<"의 이웃: ";

        ViewNeighbor(*seek);//i정점의 이웃 보여주기

    }

    cout<<endl;

}

void Graph::ViewNeighbor(int vt)const

{

    CEIter seek = edges.begin();

    CEIter last = edges.end();

    for(  ;seek != last; ++seek)

    {

        if((*seek)->Exist(vt))

        {

            cout<<(*seek)->Other(vt)<<" ";

        }

    }

    cout<<endl;

}

Vertexs Graph::FindNeighbors(int vt)

{

    Vertexs neighbors;

    EIter seek = edges.begin();

    EIter last = edges.end();

    for(  ;seek != last; ++seek)

    {

        if((*seek)->Exist(vt))

        {

            neighbors.push_back((*seek)->Other(vt));

        }

    }   

    return neighbors;

}


//Heuristic.h

#pragma once

#include "Graph.h"

#include <vector>

using namespace std;

typedef vector<int> Foots;

typedef Foots::iterator FIter;

typedef Foots::const_iterator CFIter;

 

class Heuristic;

typedef vector<Heuristic *> Heues;

typedef Heues::iterator HIter;

typedef Heues::const_iterator CHIter;

class Heuristic

{

    Graph *graph;   

    int goal;

    Foots foots;

public:

    Heuristic(Graph *graph, int start,int goal);   

    Heues EnumNext();

    bool IsGoal()const;

    void View()const;   

private:

    Heuristic(const Heuristic *bheu,int vt);

};


//Heuristic.cpp

#include "Heuristic.h"

#include <algorithm>

 

Heuristic::Heuristic(Graph *graph,int start,int goal)

{

    this->graph = graph;

    foots.push_back(start);

    this->goal = goal;

}

Heues Heuristic::EnumNext()

{

    Heues nheues;

    int last_foot = (*foots.rbegin());//가장 최근에 방문한 정점

    Vertexs neighbors = graph->FindNeighbors(last_foot);//마지막 방문 정점의 이웃하는 정점을 구함

    FIter seek = neighbors.begin();

    FIter last = neighbors.end();

    for(  ;seek != last; ++seek)

    {

        if(find(foots.begin(), foots.end(),*seek) == foots.end())//방문한 적이 없으면

        {

            nheues.push_back(new Heuristic(this,*seek));//*seek를 추가 방문하는 새로운 경험을 생성

        }           

    }

    return nheues;

}

bool Heuristic::IsGoal()const

{

    return (*foots.rbegin()) == goal;

}

void Heuristic::View()const

{

    cout<<"Foots: ";

    CFIter seek = foots.begin();

    CFIter last = foots.end();

    for(  ;seek != last; ++seek)

    {

        cout<<(*seek)<<" ";

    }

    cout<<endl;

}

 

Heuristic::Heuristic(const Heuristic *bheu,int vt)

{

    this->graph = bheu->graph;

    foots = bheu->foots;

    this->goal = bheu->goal;

 

    foots.push_back(vt);//vt를 방문한 행적에 추가

}



//Program.cpp

#include "Heuristic.h"

#include <queue>

using namespace std;

int main()

{

    Graph *graph = new Graph();//그래프 동적 생성

    for(int i = 0; i<8; i++)

    {

        graph->AddVertex(i);

    }

    graph->AddEdge(0, 1);//간선 추가

    graph->AddEdge(0, 2);//간선 추가

    graph->AddEdge(1, 2);//간선 추가

    graph->AddEdge(1, 3);//간선 추가

    graph->AddEdge(2, 4);//간선 추가

    graph->AddEdge(3, 6);//간선 추가

    graph->AddEdge(4, 5);//간선 추가

    graph->AddEdge(4, 6);//간선 추가

    graph->AddEdge(4, 7);//간선 추가

    graph->AddEdge(6, 8);//간선 추가

    graph->ViewNeighbors();

   

    queue<Heuristic *> hq;

   

    Heuristic *heu = new Heuristic(graph,0,8);//초기 경험 정보를 생성

    hq.push(heu);//큐에 보관

    while(hq.empty() == false) //반복(큐가 비어 있지 않다면)

    {

        heu = hq.front();//큐에서 경험 정보 꺼내옮

        hq.pop();

        //if(heu->IsGoal())//목적지에 도달하면

        //{

        //    cout<<"===== 솔루션 ";           

        //}

        //else

        //{

            cout<<"찾는중 ";

        //}

        heu->View();

        Heues nheues = heu->EnumNext();//큐에서 꺼내온 경험 정보에서 다음 경험 목록 조사

        HIter seek = nheues.begin();

        HIter last = nheues.end();

        for(  ;seek != last; ++seek)//반복(다음 경험 목록을 순차적으로 반복)

        {

            if((*seek)->IsGoal())//목적지에 도달하면

            {

                cout<<"===== 솔루션 ";           

                (*seek)->View();

                delete (*seek);

            }

            else

            {

                hq.push(*seek);//큐에 보관

            }

        }

        delete heu;

    }

    return 0;

}

 

다음은 코드에서 사용한 그래프입니다.





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