广度优先搜索动物之间的通信关系所组成的图,当搜索到某个顶点时,把它的顶点号和目前搜索到的与原点的距离记录下来,作为一个节点加入到队列当中。然后从队头取出一个结点,如果该节点是搜索的目标顶点,且得到的路径比原来得到的最短路径还要短时,则把记录到的最短路径设为该值。直到队列为空。如果得到的最短路径为0或者1,则最少翻译者数量为0,其他情况的最少翻译者数量为最短路径减一。
#include <iostream>
using namespace std;
struct Node //记录在搜索每一个顶点时的顶点号和离原点的距离
{
int num;
int length;
};
struct Queue_node //队列的结点
{
Node item;
Queue_node* next;
};
struct Queue //表示一个队列,包含头指针和尾指针
{
Queue_node* front, * rear;
};
bool is_queue_empty(Queue* Q) //判断队列Q是否为空,如果是则返回true,否则返回false
{
if (Q->front == NULL || Q->rear == NULL)
return true;
else
return false;
}
void enQueue(Queue *&Q, Node item) //把item加到队列Q的队尾
{
Queue_node* p = new Queue_node;
p->item = item;
p->next = NULL;
if (is_queue_empty(Q))
{
Q->front = Q->rear = p;
Q->rear = p;
}
else
{
Q->rear->next = p;
Q->rear = p;
}
}
bool deQueue(Queue *&Q, Node &item) //移出队头元素,并将其赋给item
{
if (is_queue_empty(Q))
return false;
Queue_node* p = Q->front;
if (Q->front == Q->rear)
Q->front = Q->rear = NULL;
else
{
Q->front = Q->front->next;
}
item = p->item;
delete p;
return true;
}
void init_queue(Queue*& Q) //初始化队列Q
{
Q = new Queue;
Q->front = Q->rear = NULL;
}
int bfs(bool** graph, int n, int animal_1, int animal_2) //深度优先搜索查找结点号分别为animal_1和animal_2的结点的中间结点个数
{
int best = 999; //记录目前所得到的最短路径长度
Queue* Q = NULL;
init_queue(Q);
Node e, item;
e.num = animal_1;
e.length = 0;
enQueue(Q, e);
while (!is_queue_empty(Q))
{
deQueue(Q, item);
if (item.length > best || (item.num != animal_2 && item.length == best)) //如果正在遍历的结点离原点超过best,或者距离等于best但它的结点号不等于animal,则舍弃
continue;
else if (item.num == animal_2 && item.length < best) //如果遍历到了结点animal_2并且其记录的与原点的距离小于best,则把best设为该值
{
best = item.length;
continue;
}
for (int i = 0; i < n; i++) //寻找邻接结点
{
if (graph[item.num][i] == 1 && i != animal_1) //如果邻接结点不是原结点,则入队
{
e.num = i;
e.length = item.length + 1;
enQueue(Q, e);
}
}
}
if (best == 0 || best == 1) //如果最短路径等于0或者1,则中间结点个数为0
return 0;
else if (best < 999) //其他情况的中间结点个数为最短路径减一
return best - 1;
else //无路径
return -1;
}
int main(void)
{
int n, m, k, animal_1, animal_2, result[20], a, b;
cin >> n >> m;
bool** graph = new bool* [n]; //建立n行n列的二维数组graph,用于记录动物间的通信关系所组成的图
for (int i = 0; i < n; i++)
{
graph[i] = new bool[n];
}
for (int i = 0; i < n; i++) //初始化二维数组graph
{
for (int j = 0; j < n; j++)
{
graph[i][j] = 0;
}
}
for (int i = 0; i < m; i++) //输入通信关系
{
cin >> animal_1 >> animal_2;
graph[animal_1][animal_2] = 1;
graph[animal_2][animal_1] = 1;
}
cin >> k;
for (int i = 0; i < k; i++) //对输入的两个动物序号计算其最少中间翻译者个数,并把结果保存到数组result[]
{
cin >> a >> b;
result[i] = bfs(graph, n, a, b);
}
for (int i = 0; i < k; i++) //输出结果
cout << result[i] << endl;
return 0;
}