hello-algo/zh-hant/codes/dart/chapter_graph/graph_adjacency_matrix.dart

/**
 * File: graph_adjacency_matrix.dart
 * Created Time: 2023-05-15
 * Author: liuyuxin (gvenusleo@gmail.com)
 */

import '../utils/print_util.dart';

/* 基於鄰接矩陣實現的無向圖類別 */
class GraphAdjMat {
  List<int> vertices = []; // 頂點元素，元素代表“頂點值”，索引代表“頂點索引”
  List<List<int>> adjMat = []; //鄰接矩陣，行列索引對應“頂點索引”

  /* 建構子 */
  GraphAdjMat(List<int> vertices, List<List<int>> edges) {
    this.vertices = [];
    this.adjMat = [];
    // 新增頂點
    for (int val in vertices) {
      addVertex(val);
    }
    // 新增邊
    // 請注意，edges 元素代表頂點索引，即對應 vertices 元素索引
    for (List<int> e in edges) {
      addEdge(e[0], e[1]);
    }
  }

  /* 獲取頂點數量 */
  int size() {
    return vertices.length;
  }

  /* 新增頂點 */
  void addVertex(int val) {
    int n = size();
    // 向頂點串列中新增新頂點的值
    vertices.add(val);
    // 在鄰接矩陣中新增一行
    List<int> newRow = List.filled(n, 0, growable: true);
    adjMat.add(newRow);
    // 在鄰接矩陣中新增一列
    for (List<int> row in adjMat) {
      row.add(0);
    }
  }

  /* 刪除頂點 */
  void removeVertex(int index) {
    if (index >= size()) {
      throw IndexError;
    }
    // 在頂點串列中移除索引 index 的頂點
    vertices.removeAt(index);
    // 在鄰接矩陣中刪除索引 index 的行
    adjMat.removeAt(index);
    // 在鄰接矩陣中刪除索引 index 的列
    for (List<int> row in adjMat) {
      row.removeAt(index);
    }
  }

  /* 新增邊 */
  // 參數 i, j 對應 vertices 元素索引
  void addEdge(int i, int j) {
    // 索引越界與相等處理
    if (i < 0 || j < 0 || i >= size() || j >= size() || i == j) {
      throw IndexError;
    }
    // 在無向圖中，鄰接矩陣關於主對角線對稱，即滿足 (i, j) == (j, i)
    adjMat[i][j] = 1;
    adjMat[j][i] = 1;
  }

  /* 刪除邊 */
  // 參數 i, j 對應 vertices 元素索引
  void removeEdge(int i, int j) {
    // 索引越界與相等處理
    if (i < 0 || j < 0 || i >= size() || j >= size() || i == j) {
      throw IndexError;
    }
    adjMat[i][j] = 0;
    adjMat[j][i] = 0;
  }

  /* 列印鄰接矩陣 */
  void printAdjMat() {
    print("頂點串列 = $vertices");
    print("鄰接矩陣 = ");
    printMatrix(adjMat);
  }
}

/* Driver Code */
void main() {
  /* 初始化無向圖 */
  // 請注意，edges 元素代表頂點索引，即對應 vertices 元素索引
  List<int> vertices = [1, 3, 2, 5, 4];
  List<List<int>> edges = [
    [0, 1],
    [0, 3],
    [1, 2],
    [2, 3],
    [2, 4],
    [3, 4],
  ];
  GraphAdjMat graph = GraphAdjMat(vertices, edges);
  print("\n初始化後，圖為");
  graph.printAdjMat();

  /* 新增邊 */
  // 頂點 1, 2 的索引分別為 0, 2
  graph.addEdge(0, 2);
  print("\n新增邊 1-2 後，圖為");
  graph.printAdjMat();

  /* 刪除邊 */
  // 頂點 1, 3 的索引分別為 0, 1
  graph.removeEdge(0, 1);
  print("\n刪除邊 1-3 後，圖為");
  graph.printAdjMat();

  /* 新增頂點 */
  graph.addVertex(6);
  print("\n新增頂點 6 後，圖為");
  graph.printAdjMat();

  /* 刪除頂點 */
  // 頂點 3 的索引為 1
  graph.removeVertex(1);
  print("\n刪除頂點 3 後，圖為");
  graph.printAdjMat();
}