hello-algo/codes/javascript/chapter_graph/graph_adjacency_matrix.js

/**
 * File: graph_adjacency_matrix.js
 * Created Time: 2023-02-09
 * Author: Zhuo Qinyue (1403450829@qq.com)
 */

/* 基于邻接矩阵实现的无向图类 */
class GraphAdjMat {
    vertices;   // 顶点列表，元素代表“顶点值”，索引代表“顶点索引”
    adjMat;     // 邻接矩阵，行列索引对应“顶点索引”

    /* 构造函数 */
    constructor(vertices, edges) {
        this.vertices = [];
        this.adjMat = [];
        // 添加顶点
        for (const val of vertices) {
            this.addVertex(val);
        }
        // 添加边
        // 请注意，edges 元素代表顶点索引，即对应 vertices 元素索引
        for (const e of edges) {
            this.addEdge(e[0], e[1]);
        }
    }

    /* 获取顶点数量 */
    size() {
        return this.vertices.length;
    }

    /* 添加顶点 */
    addVertex(val) {
        const n = this.size();
        // 向顶点列表中添加新顶点的值
        this.vertices.push(val);
        // 在邻接矩阵中添加一行
        const newRow = [];
        for (let j = 0; j < n; j++) {
            newRow.push(0);
        }
        this.adjMat.push(newRow);
        // 在邻接矩阵中添加一列
        for (const row of this.adjMat) {
            row.push(0);
        }
    }

    /* 删除顶点 */
    removeVertex(index) {
        if (index >= this.size()) {
            throw new RangeError("Index Out Of Bounds Exception");
        }
        // 在顶点列表中移除索引 index 的顶点
        this.vertices.splice(index, 1);

        // 在邻接矩阵中删除索引 index 的行
        this.adjMat.splice(index, 1);
        // 在邻接矩阵中删除索引 index 的列
        for (const row of this.adjMat) {
            row.splice(index, 1);
        }
    }

    /* 添加边 */
    // 参数 i, j 对应 vertices 元素索引
    addEdge(i, j) {
        // 索引越界与相等处理
        if (i < 0 || j < 0 || i >= this.size() || j >= this.size() || i === j) {
            throw new RangeError("Index Out Of Bounds Exception");
        }
        // 在无向图中，邻接矩阵沿主对角线对称，即满足 (i, j) == (j, i)
        this.adjMat[i][j] = 1;
        this.adjMat[j][i] = 1;
    }

    /* 删除边 */
    // 参数 i, j 对应 vertices 元素索引
    removeEdge(i, j) {
        // 索引越界与相等处理
        if (i < 0 || j < 0 || i >= this.size() || j >= this.size() || i === j) {
            throw new RangeError("Index Out Of Bounds Exception");
        }
        this.adjMat[i][j] = 0;
        this.adjMat[j][i] = 0;
    }

    /* 打印邻接矩阵 */
    print() {
        console.log("顶点列表 = ", this.vertices);
        console.log("邻接矩阵 =", this.adjMat);
    }
}


/* 初始化无向图 */
// 请注意，edges 元素代表顶点索引，即对应 vertices 元素索引
const vertices = [1, 3, 2, 5, 4];
const edges = [[0, 1], [1, 2], [2, 3], [0, 3], [2, 4], [3, 4]
];
const graph = new GraphAdjMat(vertices, edges);
console.log("\n初始化后，图为");
graph.print();

/* 添加边 */
// 顶点 1, 2 的索引分别为 0, 2
graph.addEdge(0, 2);
console.log("\n添加边 1-2 后，图为");
graph.print();

/* 删除边 */
// 顶点 1, 3 的索引分别为 0, 1
graph.removeEdge(0, 1);
console.log("\n删除边 1-3 后，图为");
graph.print();

/* 添加顶点 */
graph.addVertex(6);
console.log("\n添加顶点 6 后，图为");
graph.print();

/* 删除顶点 */
// 顶点 3 的索引为 1
graph.removeVertex(1);
console.log("\n删除顶点 3 后，图为");
graph.print();