#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

#define MaxVex 255
#define TRUE   1
#define FALSE  0

typedef char VertexType;  //顶点类型
typedef int Bool;
Bool visited[MaxVex];  //全局数组,记录图中节点访问状态

typedef struct EdgeNode   //边表节点
{
    int adjvex;    //该邻接点在顶点数组中的下标
    struct EdgeNode *next;   //链域 指向下一个邻接点
} EdgeNode;

typedef struct VertexNode   //头节点
{
    VertexType data;  //顶点信息
    EdgeNode *firstedge;  //边表头指针(指向第一条依附于该顶点的弧的指针)
} VertexNode,AdjList[MaxVex]; //顶点数组(结构体数组)

typedef struct Graph
{
    AdjList adjList;
    int numVertexes,numEdges;  //图中当前的结点数以及边数
} Graph,*GraphAdjList;


/** 队列定义及相关操作(广度遍历会用到此循环队列) **/
typedef struct LoopQueue
{
    int data[MaxVex];
    int front,rear;
} LoopQueue,*Queue; //队列结构

void initQueue(Queue &Q)
{
    Q->front=Q->rear=0;
}

Bool QueueEmpty(Queue &Q)
{
    if(Q->front == Q->rear)
    {
        return TRUE;
    }
    else
    {
        return FALSE;
    }
}

Bool QueueFull(Queue &Q)
{
    if((Q->rear+1)%MaxVex == Q->front)
    {
        return TRUE;
    }
    else
    {
        return FALSE;
    }
}

/**
 * 队尾插入元素
 */
void EnQueue(Queue &Q,int e)
{
    if(!QueueFull(Q))
    {
        Q->data[Q->rear] = e;
        Q->rear = (Q->rear+1)%MaxVex;
    }
}

/**
 * 队头删除元素
 */
void DeQueue(Queue &Q,int *e)
{
    if(!QueueEmpty(Q))
    {
        *e = Q->data[Q->front];
        Q->front = (Q->front+1)%MaxVex;
    }
}
/*************************************************/


/**
 * 建立图的邻接表结构(此处以无向图为例)
 */
void CreateALGraph(GraphAdjList &G)
{
    int i, j, k;
    if(G==NULL)
    {
        G = (GraphAdjList)malloc(sizeof(Graph));
    }

    printf("输入图的结点数以及边数: ");
    scanf("%d%d",&G->numVertexes,&G->numEdges);
    fflush(stdin);

    printf("===========================\n");
    printf("输入各个顶点的数据:\n");
    for (i=0; i<G->numVertexes; ++i)
    {
        printf("顶点%d: ",i+1);
        scanf("%c", &(G->adjList[i].data));
        G->adjList[i].firstedge = NULL;
        fflush(stdin);
    }

    printf("===========================\n");
    for (k=0; k<G->numEdges; ++k)
    {
        printf("输入(vi,vj)上的顶点序号: ");
        scanf("%d%d",&i,&j);

        EdgeNode *ptrEdgeNode = (EdgeNode*)malloc(sizeof(EdgeNode));
        ptrEdgeNode->adjvex = j;
        ptrEdgeNode->next = G->adjList[i].firstedge;
        G->adjList[i].firstedge = ptrEdgeNode;

        ptrEdgeNode = (EdgeNode*)malloc(sizeof(EdgeNode));
        ptrEdgeNode->adjvex = i;
        ptrEdgeNode->next = G->adjList[j].firstedge;
        G->adjList[j].firstedge = ptrEdgeNode;
    }
}

void DFS(GraphAdjList &G, int i)
{
    visited[i] = TRUE;
    printf("%c ", G->adjList[i].data);

    EdgeNode *p = G->adjList[i].firstedge;
    while(p)
    {
        if(!visited[p->adjvex])
        {
            DFS(G,p->adjvex); //递归深度遍历
        }
        p= p->next;
    }
}


/**
 * 深度优先遍历
 */
void DFSTraverse(GraphAdjList &G)
{
    int i;
    for (i=0; i<G->numVertexes; ++i)
    {
        visited[i] = FALSE;  //初始化访问数组visited的元素值为false
    }
    for (i=0; i<G->numVertexes; ++i)
    {
        if(!visited[i])  //节点尚未访问
        {
            DFS(G,i);
        }
    }
}


/**
 * 图的广度优先遍历
 */
void BFSTraverse(GraphAdjList &G)
{
    int i;
    Queue Q = (Queue)malloc(sizeof(LoopQueue));

    for (i=0; i<G->numVertexes; ++i)
    {
        visited[i] = FALSE;
    }
    initQueue(Q);

    for (i=0; i<G->numVertexes; ++i)
    {
        if(!visited[i])
        {
            visited[i] = TRUE;
            printf("%c ", G->adjList[i].data);
            EnQueue(Q, i);

            while (!QueueEmpty(Q))
            {
                DeQueue(Q, &i);
                EdgeNode *p = G->adjList[i].firstedge;
                while (p)
                {
                    if (!visited[p->adjvex])
                    {
                        visited[p->adjvex] = TRUE;
                        printf("%c ", G->adjList[p->adjvex].data);
                        EnQueue(Q, p->adjvex);
                    }
                    p = p->next;
                }
            }
        }
    }
}

/**
 * 程序入口
 */
int main()
{
    GraphAdjList G = NULL;

    CreateALGraph(G);

    printf("\n图的深度优先遍历为: ");
    DFSTraverse(G);

    printf("\n图的广度优先遍历为: ");
    BFSTraverse(G);

    printf("\n");

    return 0;
}

/*  test data:
    8 9
    a b c d e f g h
    0 1
    0 2
    1 3
    1 4
    3 7
    4 7
    2 5
    2 6
    5 6
*/