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3.7 KiB
C++
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/**
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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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/* 基于邻接矩阵实现的无向图类 */
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class GraphAdjMat {
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vector<int> vertices; // 顶点列表，元素代表“顶点值”，索引代表“顶点索引”
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vector<vector<int>> adjMat; // 邻接矩阵，行列索引对应“顶点索引”
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public:
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/* 构造方法 */
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GraphAdjMat(const vector<int> &vertices, const vector<vector<int>> &edges) {
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// 添加顶点
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for (int val : vertices) {
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addVertex(val);
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}
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// 添加边
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// 请注意，edges 元素代表顶点索引，即对应 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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/* 获取顶点数量 */
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int size() const {
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return vertices.size();
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}
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/* 添加顶点 */
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void addVertex(int val) {
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int n = size();
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// 向顶点列表中添加新顶点的值
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vertices.push_back(val);
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// 在邻接矩阵中添加一行
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adjMat.emplace_back(vector<int>(n, 0));
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// 在邻接矩阵中添加一列
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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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/* 删除顶点 */
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void removeVertex(int index) {
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if (index >= size()) {
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throw out_of_range("顶点不存在");
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}
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// 在顶点列表中移除索引 index 的顶点
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vertices.erase(vertices.begin() + index);
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// 在邻接矩阵中删除索引 index 的行
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adjMat.erase(adjMat.begin() + index);
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// 在邻接矩阵中删除索引 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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/* 添加边 */
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// 参数 i, j 对应 vertices 元素索引
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void addEdge(int i, int j) {
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// 索引越界与相等处理
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if (i < 0 || j < 0 || i >= size() || j >= size() || i == j) {
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throw out_of_range("顶点不存在");
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}
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// 在无向图中，邻接矩阵关于主对角线对称，即满足 (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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/* 删除边 */
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// 参数 i, j 对应 vertices 元素索引
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void removeEdge(int i, int j) {
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// 索引越界与相等处理
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if (i < 0 || j < 0 || i >= size() || j >= size() || i == j) {
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throw out_of_range("顶点不存在");
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}
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adjMat[i][j] = 0;
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adjMat[j][i] = 0;
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}
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/* 打印邻接矩阵 */
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void print() {
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cout << "顶点列表 = ";
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printVector(vertices);
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cout << "邻接矩阵 =" << 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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/* 初始化无向图 */
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// 请注意，edges 元素代表顶点索引，即对应 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初始化后，图为" << endl;
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graph.print();
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/* 添加边 */
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// 顶点 1, 2 的索引分别为 0, 2
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graph.addEdge(0, 2);
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cout << "\n添加边 1-2 后，图为" << endl;
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graph.print();
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/* 删除边 */
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// 顶点 1, 3 的索引分别为 0, 1
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graph.removeEdge(0, 1);
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cout << "\n删除边 1-3 后，图为" << endl;
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graph.print();
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/* 添加顶点 */
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graph.addVertex(6);
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cout << "\n添加顶点 6 后，图为" << endl;
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graph.print();
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/* 删除顶点 */
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// 顶点 3 的索引为 1
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graph.removeVertex(1);
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cout << "\n删除顶点 3 后，图为" << endl;
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graph.print();
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return 0;
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}
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