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/******************************************************************/
/* Programma per il calcolo del percorso minimo tra sorgente e */
/* destinazione e calcolo del valore minimo, medio e massimo tra */
/* tutti i percorsi minimi di comunicazione */
/******************************************************************/
/*****************************/
/* Inclusione delle librerie */
/*****************************/
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
/***********************************/
/* Definizione costanti simboliche */
/***********************************/
#define INFINITO 500
/************************/
/* Definizione dei tipi */
/************************/
typedef struct vertice
{
int valore;
struct vertice *succ;
}vertice_t;
/**************************/
/* Dichiarazione funzioni */
/**************************/
vertice_t *leggi_lista(FILE *);
int acquisisci_grafo(vertice_t *[]);
int cerca_vertice_distanza_minima(vertice_t **,
int []);
void inserisci(vertice_t **,
int);
void riduci(int [],
vertice_t *,
int,
int []);
void dijkstra(vertice_t *,
vertice_t *[],
int [],
int,
int [],
vertice_t *,
int,
int,
int,
int *,
int *,
int *,
int,
int *);
void inizializza(int,
int [],
int [],
int);
int acquisizione_sorgente_destinazione(int *,
int,
int *,
char *);
void calcolo_max_min(int [],
int,
int *,
int *,
int *,
int *);
void calcolo_percorso_minimo(int,
int,
int,
int [],
int,
int []);
/******************************/
/* Definizione delle funzioni */
/******************************/
/* Definizione della funzione main */
int main(void)
{
/* Dichiarazione variabili */
vertice_t *testa = NULL,
*p = NULL,
*G[INFINITO];
int s,
destinazione,
n,
u = 0,
v = 0,
scelta,
*d,
*padre,
i,
somma,
minimo,
massimo,
esito_lettura;
char carattere_non_letto;
double media;
/* Acquisizione grafo e acquisizione del numero di vertici */
n = acquisisci_grafo(G);
/* Allocazione dinamica array */
d = (int *)calloc(n,
sizeof(int));
padre = (int *)calloc(n,
sizeof(int));
/* Menu' principale con validazione stretta per impedire che l'utente */
/* possa digitare caratteri e/o valori non validi */
do
{
printf("\nMenu':\n1) Calcolo del percorso piu' breve\n");
printf("2) Calcolo dei valori massimo, minimo e medio di tutti i");
printf(" percorsi minimi di comunicazione\n3) Esci\n");
do
{
printf("Scelta: ");
esito_lettura = scanf("%d",
&scelta);
if (esito_lettura != 1)
do
if (scanf("%c",
&carattere_non_letto) != 1);
while (carattere_non_letto != '\n');
}
while ((esito_lettura != 1) || (scelta < 1) || (scelta > 3));
switch (scelta)
{
case 1:
/* Acquisizione sorgente e destinazione tramite funzione con */
/* validazione stretta */
printf("\nInserisci la centrale di partenza: ");
s = acquisizione_sorgente_destinazione(&s,
n,
&esito_lettura,
&carattere_non_letto);
printf("Inserisci la centrale di destinazione: ");
destinazione = acquisizione_sorgente_destinazione(&destinazione,
n,
&esito_lettura,
&carattere_non_letto);
/* Confronto che verifica se la sorgente e la destinazione coincidono. */
/* Se questo fosse vero l'algoritmo non viene invocato poiché sarebbe */
/* inutile calcolare il percorso e il costo quando si sa già a priori */
/* che sono entrambi 0. */
if (s == destinazione)
{
printf("\nLa sorgente e la destinazione coincidono, ");
printf("il costo per il raggiungimento della centrale e' 0.\n");
}
else
{
/* Invocazione algoritmo di Dijkstra */
dijkstra(p,
G,
d,
u,
padre,
testa,
s,
n,
v,
&massimo,
&minimo,
&somma,
scelta,
&i);
if (d[destinazione] >= INFINITO)
{
printf("\nNon e' possibile raggiungere");
printf(" la centrale %d dalla centrale %d.\n",
destinazione,
s);
}
else
/* Memorizzazione su array del percorso */
/* minimo (inverso) e stampa (inversa) */
/* con il relativo costo */
calcolo_percorso_minimo(s,
destinazione,
v,
padre,
n,
d);
}
break;
case 2:
/* Inizializzazione variabili */
/* ad un valore iniziale */
i = 0;
massimo = 0;
minimo = INFINITO;
somma = 0;
/* Invocazione dell'algoritmo di Dijkstra */
/* n volte facendo scorrere la sorgente */
for (s = 0;
(s < n);
s++)
dijkstra(p,
G,
d,
u,
padre,
testa,
s,
n,
v,
&massimo,
&minimo,
&somma,
scelta,
&i);
media = (double)somma / i;
printf("\nCosto del cammino piu' lungo possibile: %d",
massimo);
printf("\nCosto del cammino piu' breve possibile: %d",
minimo);
printf("\nCosto del cammino medio: %.2lf\n",
media);
break;
}
}
while ((scelta == 1) || (scelta == 2));
printf("\nArrivederci!\n\n");
return(0);
}
/* Definizione della funzione per l'acquisizione del grafo e memorizzazione */
/* mediante n liste di adiacenza */
int acquisisci_grafo(vertice_t *G[])
{
/* Dichiarazione variabili locali alla funzione */
int i,
n,
j,
vert,
nr_nodi_adiacenti;
vertice_t *p,
*testa;
FILE *input_centrali;
/* Apertura file in sola lettura */
input_centrali = fopen("input_centrali.txt",
"r");
/* Acquisizione numero vertici grafo dal file */
if (fscanf(input_centrali,
"%d",
&n) != 1);
for (i = 0;
(i < n);
i++)
{
/* Acquisizione del numero di vertici adiacenti al vertice i dal file */
if (fscanf(input_centrali,
"%d",
&nr_nodi_adiacenti) != 1);
testa = NULL;
for (j = 0;
(j < nr_nodi_adiacenti);
j++)
{
p = malloc(sizeof(vertice_t));
/* Acquisizione vertice i e vertice adiacente al vertice i dal file */
if (fscanf(input_centrali,
"%d %d",
&vert,
&p->valore) != 1);
p->succ = testa;
testa = p;
}
G[i] = testa;
}
/* Chiusura file */
fclose(input_centrali);
return(n);
}
/* Definizione della funzione che implementa l'algoritmo di Dijkstra */
void dijkstra(vertice_t *p,
vertice_t *G[],
int d[],
int u,
int padre[],
vertice_t *testa,
int s,
int n,
int v,
int *massimo,
int *minimo,
int *somma,
int scelta,
int *i)
{
/* Inizializzazione distanze e padri */
inizializza(v,
d,
padre,
n);
/* Impostazione della distanza dalla sorgente = 0 */
d[s] = 0;
/* Inserimento degli elementi nella lista */
for (v = 0;
(v < n);
v++)
inserisci(&testa,
v);
while (testa != NULL)
{
u = cerca_vertice_distanza_minima(&testa,
d);
for (p = G[u];
(p != NULL);
p = p->succ)
/* Rilassamento archi */
riduci(d,
p,
u,
padre);
}
/* Confronto che verifica se è stata scelta l'opzione 2 dal menu' */
/* principale. Se è stata scelta vengono calcolati il massimo, il */
/* minimo e il valore medio tra tutte le distanze. */
if (scelta == 2)
for (v = 0;
(v < n);
v++)
calcolo_max_min(d,
v,
massimo,
minimo,
somma,
i);
}
/* Definizione della funzioni per l'estrazione del vertice u a distanza minima */
int cerca_vertice_distanza_minima(vertice_t **testa,
int d[])
{
int u;
vertice_t *precedente = NULL,
*minimo_precedente = NULL,
*p,
*minimo_p;
for (p = minimo_p = *testa;
(p != NULL);
precedente = p, p = p->succ)
if(d[p->valore] < d[minimo_p->valore])
{
minimo_p = p;
minimo_precedente = precedente;
}
u = minimo_p->valore;
if (minimo_precedente == NULL)
*testa = (*testa)->succ;
else
minimo_precedente->succ = minimo_p->succ;
free(minimo_p);
return(u);
}
/* Definizione funzione per l'inserimento di un elemento nella lista */
void inserisci(vertice_t **testa,
int v)
{
vertice_t *p;
p = malloc(sizeof(vertice_t));
p->valore = v;
p->succ = *testa;
*testa = p;
}
/* Definizione funzione per il rilassamento degli archi */
void riduci(int d[],
vertice_t *p,
int u,
int padre[])
{
if (d[p->valore] > d[u] + 1)
{
padre[p->valore] = u;
d[p->valore] = d[u] + 1;
}
}
/* Definizione della funzione che Inizializza le distanze e i padri a infinito */
void inizializza(int v,
int d[],
int padre[],
int n)
{
for (v = 0;
(v < n);
v++)
{
d[v] = INFINITO;
padre[v] = -1;
}
}
/* Definizione della funzione per acquisire la sorgente e la */
/* destinazione con la validazione stretta */
int acquisizione_sorgente_destinazione(int *val,
int n,
int *esito_lettura,
char *carattere_non_letto)
{
do
{
*esito_lettura = scanf("%d",
val);
if (*esito_lettura != 1)
do
if (scanf("%c",
carattere_non_letto) != 1);
while (*carattere_non_letto != '\n');
}
while ((*esito_lettura != 1) || (*val < 0) || (*val > n - 1));
return(*val);
}
/* Definizione della funzione per il calcolo del valore massimo, */
/* minimo e medio. */
void calcolo_max_min(int d[],
int v,
int *massimo,
int *minimo,
int *somma,
int *i)
{
if ((*massimo < d[v]) && (d[v] < INFINITO))
*massimo = d[v];
if ((*minimo > d[v]) && (d[v] < INFINITO))
*minimo = d[v];
if ((d[v] < INFINITO) && (d[v] > 0))
{
*somma += d[v];
*i = *i +1;
}
}
/* Definizione della funzione per il calcolo del percorso minimo */
void calcolo_percorso_minimo(int s,
int destinazione,
int v,
int padre[],
int n,
int d[])
{
/* Dichiarazione variabili locali alla funzione */
int *percorso_inv,
var_temporanea;
percorso_inv = (int *)calloc(n,
sizeof(int));
var_temporanea = destinazione;
for (v = 0;
(v < d[destinazione]);
v++)
{
var_temporanea = padre[var_temporanea];
percorso_inv[v] = var_temporanea;
}
printf("\nPercorso piu' breve tra la centrale ");
printf("%d e la centrale %d:\n",
s,
destinazione);
for (v = v-1;
(v >= 0);
v--)
printf("centrale %d, ",
percorso_inv[v]);
printf("centrale %d, con il costo di %d.\n",
destinazione,
d[destinazione]);
}