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127 lines
3.7 KiB
C++
127 lines
3.7 KiB
C++
/**
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* File: graph_adjacency_matrix.cpp
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* Created Time: 2023-02-09
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* Author: what-is-me (whatisme@outlook.jp)
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*/
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#include "../utils/common.hpp"
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/* 基於鄰接矩陣實現的無向圖類別 */
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class GraphAdjMat {
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vector<int> vertices; // 頂點串列,元素代表“頂點值”,索引代表“頂點索引”
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vector<vector<int>> adjMat; // 鄰接矩陣,行列索引對應“頂點索引”
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public:
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/* 建構子 */
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GraphAdjMat(const vector<int> &vertices, const vector<vector<int>> &edges) {
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// 新增頂點
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for (int val : vertices) {
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addVertex(val);
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}
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// 新增邊
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// 請注意,edges 元素代表頂點索引,即對應 vertices 元素索引
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for (const vector<int> &edge : edges) {
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addEdge(edge[0], edge[1]);
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}
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}
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/* 獲取頂點數量 */
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int size() const {
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return vertices.size();
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}
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/* 新增頂點 */
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void addVertex(int val) {
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int n = size();
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// 向頂點串列中新增新頂點的值
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vertices.push_back(val);
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// 在鄰接矩陣中新增一行
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adjMat.emplace_back(vector<int>(n, 0));
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// 在鄰接矩陣中新增一列
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for (vector<int> &row : adjMat) {
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row.push_back(0);
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}
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}
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/* 刪除頂點 */
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void removeVertex(int index) {
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if (index >= size()) {
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throw out_of_range("頂點不存在");
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}
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// 在頂點串列中移除索引 index 的頂點
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vertices.erase(vertices.begin() + index);
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// 在鄰接矩陣中刪除索引 index 的行
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adjMat.erase(adjMat.begin() + index);
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// 在鄰接矩陣中刪除索引 index 的列
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for (vector<int> &row : adjMat) {
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row.erase(row.begin() + index);
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}
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}
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/* 新增邊 */
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// 參數 i, j 對應 vertices 元素索引
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void addEdge(int i, int j) {
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// 索引越界與相等處理
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if (i < 0 || j < 0 || i >= size() || j >= size() || i == j) {
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throw out_of_range("頂點不存在");
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}
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// 在無向圖中,鄰接矩陣關於主對角線對稱,即滿足 (i, j) == (j, i)
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adjMat[i][j] = 1;
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adjMat[j][i] = 1;
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}
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/* 刪除邊 */
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// 參數 i, j 對應 vertices 元素索引
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void removeEdge(int i, int j) {
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||
// 索引越界與相等處理
|
||
if (i < 0 || j < 0 || i >= size() || j >= size() || i == j) {
|
||
throw out_of_range("頂點不存在");
|
||
}
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adjMat[i][j] = 0;
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adjMat[j][i] = 0;
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||
}
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/* 列印鄰接矩陣 */
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void print() {
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cout << "頂點串列 = ";
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printVector(vertices);
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cout << "鄰接矩陣 =" << endl;
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printVectorMatrix(adjMat);
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}
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};
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/* Driver Code */
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int main() {
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/* 初始化無向圖 */
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// 請注意,edges 元素代表頂點索引,即對應 vertices 元素索引
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vector<int> vertices = {1, 3, 2, 5, 4};
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vector<vector<int>> edges = {{0, 1}, {0, 3}, {1, 2}, {2, 3}, {2, 4}, {3, 4}};
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GraphAdjMat graph(vertices, edges);
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cout << "\n初始化後,圖為" << endl;
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graph.print();
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/* 新增邊 */
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// 頂點 1, 2 的索引分別為 0, 2
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graph.addEdge(0, 2);
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cout << "\n新增邊 1-2 後,圖為" << endl;
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graph.print();
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/* 刪除邊 */
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// 頂點 1, 3 的索引分別為 0, 1
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graph.removeEdge(0, 1);
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cout << "\n刪除邊 1-3 後,圖為" << endl;
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||
graph.print();
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||
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/* 新增頂點 */
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graph.addVertex(6);
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cout << "\n新增頂點 6 後,圖為" << endl;
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graph.print();
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/* 刪除頂點 */
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||
// 頂點 3 的索引為 1
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||
graph.removeVertex(1);
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||
cout << "\n刪除頂點 3 後,圖為" << endl;
|
||
graph.print();
|
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return 0;
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}
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