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hello-algo/zh-hant/codes/ruby/chapter_graph/graph_adjacency_matrix.rb

117 lines
2.9 KiB

=begin
File: graph_adjacency_matrix.rb
Created Time: 2024-04-25
Author: Xuan Khoa Tu Nguyen (ngxktuzkai2000@gmail.com)
=end
require_relative '../utils/print_util'
### 基於鄰接矩陣實現的無向圖類別 ###
class GraphAdjMat
def initialize(vertices, edges)
### 建構子 ###
# 頂點串列,元素代表“頂點值”,索引代表“頂點索引”
@vertices = []
# 鄰接矩陣,行列索引對應“頂點索引”
@adj_mat = []
# 新增頂點
vertices.each { |val| add_vertex(val) }
# 新增邊
# 請注意edges 元素代表頂點索引,即對應 vertices 元素索引
edges.each { |e| add_edge(e[0], e[1]) }
end
### 獲取頂點數量 ###
def size
@vertices.length
end
### 新增頂點 ###
def add_vertex(val)
n = size
# 向頂點串列中新增新頂點的值
@vertices << val
# 在鄰接矩陣中新增一行
new_row = Array.new(n, 0)
@adj_mat << new_row
# 在鄰接矩陣中新增一列
@adj_mat.each { |row| row << 0 }
end
### 刪除頂點 ###
def remove_vertex(index)
raise IndexError if index >= size
# 在頂點串列中移除索引 index 的頂點
@vertices.delete_at(index)
# 在鄰接矩陣中刪除索引 index 的行
@adj_mat.delete_at(index)
# 在鄰接矩陣中刪除索引 index 的列
@adj_mat.each { |row| row.delete_at(index) }
end
### 新增邊 ###
def add_edge(i, j)
# 參數 i, j 對應 vertices 元素索引
# 索引越界與相等處理
if i < 0 || j < 0 || i >= size || j >= size || i == j
raise IndexError
end
# 在無向圖中,鄰接矩陣關於主對角線對稱,即滿足 (i, j) == (j, i)
@adj_mat[i][j] = 1
@adj_mat[j][i] = 1
end
### 刪除邊 ###
def remove_edge(i, j)
# 參數 i, j 對應 vertices 元素索引
# 索引越界與相等處理
if i < 0 || j < 0 || i >= size || j >= size || i == j
raise IndexError
end
@adj_mat[i][j] = 0
@adj_mat[j][i] = 0
end
### 列印鄰接矩陣 ###
def __print__
puts "頂點串列 = #{@vertices}"
puts '鄰接矩陣 ='
print_matrix(@adj_mat)
end
end
### Driver Code ###
if __FILE__ == $0
# 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
vertices = [1, 3, 2, 5, 4]
edges = [[0, 1], [0, 3], [1, 2], [2, 3], [2, 4], [3, 4]]
graph = GraphAdjMat.new(vertices, edges)
puts "\n初始化後,圖為"
graph.__print__
# 新增邊
# 頂點 1, 2 的索引分別為 0, 2
graph.add_edge(0, 2)
puts "\n新增邊 1-2 後,圖為"
graph.__print__
# 刪除邊
# 定點 1, 3 的索引分別為 0, 1
graph.remove_edge(0, 1)
puts "\n刪除邊 1-3 後,圖為"
graph.__print__
# 新增頂點
graph.add_vertex(6)
puts "\n新增頂點 6 後,圖為"
graph.__print__
# 刪除頂點
# 頂點 3 的索引為 1
graph.remove_vertex(1)
puts "\n刪除頂點 3 後,圖為"
graph.__print__
end