|
|
=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
|
