OpenCV學習：CvGraph相關函數

 OpenCV提供了CvGraph相關函數，藉助這些函數可以實現圖演算法。下面介紹OpenCV中CvGraph相關函數，並基於這些函數完成映像的寬度優先遍曆演算法，最後附上CvGraph相關的所有函數的用法介紹。

CvGraph、CvGraphVtx、CvGraphEdge結構

結構如下（源碼中宏以作處理）：

typedef struct CvGraphVtx{    int flags; //圖演算法中一些標記位，比如深度遍曆、寬度遍曆中對已訪問節點的標記    struct CvGraphEdge* first; //該點輻射的所有邊中的第一條邊}CvGraphVtx;typedef struct CvGraphEdge{    int flags; //圖演算法中一些標記位    float weight; //邊的權重    struct CvGraphEdge* next[2];//該邊起始點串連的下一條邊[0]，該邊終止點串連的下一條邊[1]    struct CvGraphVtx* vtx[2];//該邊的起始節點和終止節點}CvGraphEdge;typedef struct CvGraph{    CV_SET_FIELDS() /* set of vertices */   \    CvSet* edges;   /* set of edges */}CvGraph;

圖的寬度遍曆

主要資料結構介紹完畢，下面程式使用這些資料結構完成圖的寬度遍曆。OpenCV中提供了了CvGraphScanner完成映像的遍曆，但是演算法確實很難用，有興趣的可以讀一下cvNextGraphItem函數。程式基於：

#include "cv.h"#include "highgui.h"#include "cxcore.h"#include "iostream"#include "math.h"#include "time.h"#include <set>#include <queue>using namespace std;#define  PI  3.1415926clock_t start,finish;#define VtxNum 6#define EdgeNum 9int main(int argc, char* argv[]){CvGraph *graph;CvMemStorage * storage;int i;storage = cvCreateMemStorage(0);graph=cvCreateGraph(CV_SEQ_KIND_GRAPH,sizeof(CvGraph),sizeof(CvGraphVtx),sizeof(CvGraphEdge),storage);CvGraphEdge *Edges = new CvGraphEdge[EdgeNum];int *VId = new int[VtxNum];//記錄插入節點的索引for (i=0;i<VtxNum;i++){VId[i]=0;}int Flags[VtxNum]={0,1,2,3,4,5};int Weights[EdgeNum]={15,25,19,12,18,35,5,15,45};for (i=0;i<VtxNum;i++){VId[i]=cvGraphAddVtx(graph);}int edge_start[EdgeNum]={VId[0],VId[0],VId[0],VId[0],VId[1],VId[2],VId[3],VId[3],VId[4]};int edge_end[EdgeNum]  ={VId[1],VId[2],VId[3],VId[4],VId[2],VId[3],VId[4],VId[5],VId[5]}; for (i=0;i<EdgeNum;i++){Edges[i].weight = Weights[i];cvGraphAddEdge(graph,edge_start[i],edge_end[i],&Edges[i],&Edges_addr[i]);//根據索引插入邊}//圖構建完畢。//開始進行寬度遍曆queue<CvGraphVtx *> VtxQueue;CvGraphVtx *CurVtxOri;CvGraphVtx *CurVtxDst;CvGraphEdge *CurEdge;CurVtxOri=cvGetGraphVtx(graph,VId[0]);CurVtxOri->flags|=CV_GRAPH_ITEM_VISITED_FLAG;VtxQueue.push(cvGetGraphVtx(graph,VId[0]));while (!VtxQueue.empty()){CurVtxOri=VtxQueue.front();VtxQueue.pop();CurEdge=CurVtxOri->first;cout<<cvGraphVtxIdx(graph,CurVtxOri)<<" : " ;while (CurEdge)//如果是有邊的{if (!CV_IS_GRAPH_EDGE_VISITED(CurEdge)){CurEdge->flags|=CV_GRAPH_ITEM_VISITED_FLAG;CurVtxDst=CurEdge->vtx[CurVtxOri==CurEdge->vtx[0]];//找到另一個點if (!CV_IS_GRAPH_VERTEX_VISITED(CurVtxDst)){VtxQueue.push(CurVtxDst);CurVtxDst->flags|=CV_GRAPH_ITEM_VISITED_FLAG;cout<<cvGraphVtxIdx(graph,CurVtxDst)<<" ";}}//好好處理CurEdge變數，區分當前點與邊的關係，參考本部落格第一部分對CvGraphEdge解釋if (CurVtxOri==CurEdge->vtx[0]){CurEdge=CurEdge->next[0];}else{CurEdge=CurEdge->next[1];} }cout<<endl;}return 0;}

CvGraph主要函數說明

函數：int cvGraphAddVtx( CvGraph* graph, const CvGraphVtx* vtx=NULL,CvGraphVtx** inserted_vtx=NULL ); 功能：插入一個頂點到圖中，並返回頂點的索引 參數：graph----要操作的圖       vtx------可選輸入參數，用來初始化新加入的頂點，       inserted_vtx----可選的輸出參數。如果不為NULL，則傳回新加入頂點的地址

函數：int cvGraphRemoveVtx( CvGraph* graph, int index ); 功能：通過索引刪除一個頂點，連同刪除含有此頂點的邊。如果輸入的頂點不屬於該圖的話，將報告刪除出錯，傳回值為被刪除的邊數，如果頂點不屬於該圖的話，返回-1。

函數：int cvGraphRemoveVtxByPtr( CvGraph* graph, CvGraphVtx* vtx ); 功能：刪除一個頂點，連同刪除含有此頂點的邊。如果輸入的頂點不屬於該圖的話，將報告出錯。傳回值為被刪除的邊數，如果頂點不屬於該圖的話，返回-1.

函數：CvGraphVtx *cvGetGraphVtx(CvGraph*graph,int vtx_idx); 功能：返回索引值是vtx_idx的頂點的指標，如果不存在則返回NULL。

函數：int cvGraphVtxIdx(CvGraph * graph,CvGraphVtx *vtx); 功能：返回與vtx相對應的頂點的索引值

函數：int cvGraphAddEdge(CvGraph *graph,int start_idx,int end_idx,const CvGraphEdge *edge=NULL,CvGraphEdge **insert_edge=NULL); 參數：start_idx，end_idx 起始頂點和終止頂點的索引值       edge 要插入的邊，其中包含初始化資料       insert_edge 被插入邊的地址 功能：該函數串連兩條特定的頂點。如果成功插入，返回1，如果這條邊已經存在，返回0，如果頂點沒有發現或者起始頂點和終止頂點是同一個點，那麼返回-1.       如果兩個圖的首尾是一樣報錯。

函數：int cvGraphAddEdgeByPtr(CvGraph * graph,CvGraphVtx *start_vtx,CvGraphVtx *end_vtx,const CvGraphEdge *edge=NULL,CvGraphEdge**inserted_edge=NULL); 功能：同上

函數：void cvGraphRemoveEdge(CvGraph *graph,int start_idx,int end_idx); 功能：刪除串連兩特定頂點的邊，若沒有串連，那麼函數什麼都不做

函數：void cvGraphRemoveEdgeByPtr(CvGraph *graph,CvGraphVtx *start_vtx,CvGraphVex *end_vtx); 功能：同上

函數：CvGraphEdge* cvFindGraphEdge(CvGraph*graph,int start_idx,int end_idx); 功能：尋找與兩特定頂點相對應的邊，並返回指向該邊的指標。

函數：CvGraphEdge *cvFindGraphEdgeByPtr(CvGraph*graph,const CvGraphVtx *start_vtx,const CvGraphVtx *end_vtx); 功能：同上

函數：int cvGraphEdgeIdx(CvGraph* graph,CvGraphEdge *edge); 功能：函數返回與邊對應的索引值

函數：int cvGraghVtxDegree(const CvGraph* graph,int vtx_idx); 功能：統計與頂點相關聯的邊數，包括以該頂點為起始點和以該頂點以終止節點的。

宏：CV_NEXT_GRAPH_EDGE(CvGraphEdge* ,CvGraphVtx *); 功能：返回依附於該頂點的下一條邊

函數: int cvGraphVtxDegreeByPtr(const CvGraph *graph,const CvGraphVtx *vtx); 功能：同上

函數：void cvClearGraph(CvGraph *graph); 功能：刪除該圖所有的頂點和所有的邊，時間複雜度是O(1)

函數：CvGraph* cvCloneGraph(const CvGraph *graph,CvMemStorate * storage); 參數：storage:容器，存放拷貝 功能：函數cvCloneGraph建立映像的完全拷貝，如果頂點和邊含有指向外部變數的指標，那麼圖和它的拷貝共用這些指標。