PL/I 语言 图的表示方法与应用

PL/I阿木 发布于 3 天前 3 次阅读

阿木博主一句话概括：PL/I语言图的表示方法与应用

阿木博主为你简单介绍：PL/I（Programming Language One）是一种高级程序设计语言，它结合了多种编程语言的特性，旨在提高编程效率和程序的可读性。在软件工程中，图的表示方法是一种常用的数据结构，可以有效地描述复杂的关系。本文将探讨PL/I语言中图的表示方法及其应用，旨在为PL/I程序员提供一种新的视角来理解和处理复杂的数据关系。

一、

图是一种用于描述对象之间关系的抽象数据结构，由节点（也称为顶点）和边组成。在PL/I语言中，图的表示方法对于处理复杂的数据关系至关重要。本文将介绍几种常见的图表示方法，并探讨它们在PL/I语言中的应用。

二、PL/I语言中的图表示方法

1. 邻接矩阵表示法

邻接矩阵是一种常用的图表示方法，它使用一个二维数组来表示图中的节点和边。在PL/I语言中，可以使用数组来实现邻接矩阵。

pl/i
IDENTIFICATION DIVISION.
PROGRAM-ID. AdjacencyMatrix.

DATA DIVISION.
WORKING-STORAGE SECTION.
01 MATRIX.
05 MATRIX-ELEMENT PIC 9(2) OCCURS 5 INDEXED BY I J.

PROCEDURE DIVISION.
PERFORM VARYING I FROM 1 BY 1 UNTIL I > 5
PERFORM VARYING J FROM 1 BY 1 UNTIL J > 5
IF I = J
MOVE 0 TO MATRIX(I, J)
ELSE
MOVE 1 TO MATRIX(I, J)
END-IF
END-PERFORM
END-PERFORM.
STOP RUN.

2. 邻接表表示法

邻接表是一种链式存储结构，它使用一个数组来存储节点，每个节点包含一个指向其邻接节点的指针。在PL/I语言中，可以使用数组结合指针来实现邻接表。

pl/i
IDENTIFICATION DIVISION.
PROGRAM-ID. AdjacencyList.

DATA DIVISION.
WORKING-STORAGE SECTION.
01 NODE-ARRAY.
05 NODE OCCURS 5 INDEXED BY I.
10 NODE-INFO PIC X(20).
10 NEXT-NODE POINTER.
01 CURRENT-NODE POINTER.

PROCEDURE DIVISION.
PERFORM VARYING I FROM 1 BY 1 UNTIL I > 5
MOVE 'NODE' TO NODE(I)
SET CURRENT-NODE TO NODE(I)
PERFORM VARYING J FROM 1 BY 1 UNTIL J > 5
IF I J
SET NEXT-NODE TO NODE(J)
SET NODE(I).NEXT-NODE TO NEXT-NODE
END-IF
END-PERFORM
END-PERFORM.
STOP RUN.

3. 边列表表示法

边列表是一种链式存储结构，它使用一个数组来存储边，每个边包含两个节点和一个指向下一个边的指针。在PL/I语言中，可以使用数组结合指针来实现边列表。

pl/i
IDENTIFICATION DIVISION.
PROGRAM-ID. EdgeList.

DATA DIVISION.
WORKING-STORAGE SECTION.
01 EDGE-ARRAY.
05 EDGE OCCURS 5 INDEXED BY I.
10 START-NODE PIC 9(2).
10 END-NODE PIC 9(2).
10 NEXT-EDGE POINTER.
01 CURRENT-EDGE POINTER.

PROCEDURE DIVISION.
PERFORM VARYING I FROM 1 BY 1 UNTIL I > 5
SET CURRENT-EDGE TO EDGE(I)
SET EDGE(I).NEXT-EDGE TO CURRENT-EDGE
SET CURRENT-EDGE TO EDGE(I).NEXT-EDGE
PERFORM VARYING J FROM 1 BY 1 UNTIL J > 5
IF I J
SET EDGE(I).START-NODE TO I
SET EDGE(I).END-NODE TO J
END-IF
END-PERFORM
END-PERFORM.
STOP RUN.

三、图的表示方法在PL/I语言中的应用

1. 图的遍历

图的遍历是图论中的一个基本问题，它包括深度优先遍历（DFS）和广度优先遍历（BFS）。在PL/I语言中，可以使用邻接矩阵或邻接表来实现图的遍历。

pl/i
IDENTIFICATION DIVISION.
PROGRAM-ID. GraphTraversal.

DATA DIVISION.
WORKING-STORAGE SECTION.
01 MATRIX.
05 MATRIX-ELEMENT PIC 9(2) OCCURS 5 INDEXED BY I J.
01 VISITED.
05 VISITED-NODE PIC 9(2) OCCURS 5 INDEXED BY I.

PROCEDURE DIVISION.
PERFORM VARYING I FROM 1 BY 1 UNTIL I > 5
MOVE 0 TO VISITED(I)
END-PERFORM.
PERFORM DFS ON MATRIX, VISITED.
STOP RUN.

PROCEDURE DFS.
...

2. 最短路径问题

最短路径问题是图论中的另一个重要问题，它旨在找到两个节点之间的最短路径。在PL/I语言中，可以使用Dijkstra算法或Floyd-Warshall算法来解决最短路径问题。

pl/i
IDENTIFICATION DIVISION.
PROGRAM-ID. ShortestPath.

DATA DIVISION.
WORKING-STORAGE SECTION.
01 MATRIX.
05 MATRIX-ELEMENT PIC 9(2) OCCURS 5 INDEXED BY I J.
01 DISTANCE.
05 DISTANCE-NODE PIC 9(2) OCCURS 5 INDEXED BY I.
01 PREDECESSOR.
05 PREDECESSOR-NODE PIC 9(2) OCCURS 5 INDEXED BY I.

PROCEDURE DIVISION.
PERFORM VARYING I FROM 1 BY 1 UNTIL I > 5
MOVE 999 TO DISTANCE(I)
MOVE 0 TO PREDECESSOR(I)
END-PERFORM.
...

四、结论

本文介绍了PL/I语言中的图表示方法及其应用。通过邻接矩阵、邻接表和边列表等表示方法，可以有效地描述和处理复杂的数据关系。在实际应用中，这些图表示方法可以帮助我们解决许多实际问题，如图的遍历、最短路径问题等。了解和掌握这些图表示方法对于PL/I程序员来说具有重要意义。

（注：由于篇幅限制，本文未能详细展开每种图表示方法的具体实现和应用案例。在实际编程中，读者可以根据具体需求选择合适的图表示方法，并结合相应的算法进行实现。）