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ko/codes/cpp/chapter_graph/graph_adjacency_matrix.cpp

@@ -0,0 +1,127 @@
+/**
+ * File: graph_adjacency_matrix.cpp
+ * Created Time: 2023-02-09
+ * Author: what-is-me ([email protected])
+ */
+
+#include "../utils/common.hpp"
+
+/* 인접 행렬로 구현한 무방향 그래프 클래스 */
+class GraphAdjMat {
+    vector<int> vertices;       // 정점 리스트의 원소는 정점 값을, 인덱스는 정점 인덱스를 나타낸다
+    vector<vector<int>> adjMat; // 인접 행렬의 행과 열 인덱스는 정점 인덱스에 해당한다
+
+  public:
+    /* 생성자 */
+    GraphAdjMat(const vector<int> &vertices, const vector<vector<int>> &edges) {
+        // 정점 추가
+        for (int val : vertices) {
+            addVertex(val);
+        }
+        // 간선 추가
+        // edges의 원소는 정점 인덱스, 즉 vertices 원소의 인덱스를 나타낸다
+        for (const vector<int> &edge : edges) {
+            addEdge(edge[0], edge[1]);
+        }
+    }
+
+    /* 정점 개수 반환 */
+    int size() const {
+        return vertices.size();
+    }
+
+    /* 정점 추가 */
+    void addVertex(int val) {
+        int n = size();
+        // 정점 리스트에 새 정점의 값을 추가한다
+        vertices.push_back(val);
+        // 인접 행렬에 행 하나를 추가한다
+        adjMat.emplace_back(vector<int>(n, 0));
+        // 인접 행렬에 열 하나를 추가한다
+        for (vector<int> &row : adjMat) {
+            row.push_back(0);
+        }
+    }
+
+    /* 정점 삭제 */
+    void removeVertex(int index) {
+        if (index >= size()) {
+            throw out_of_range("정점이 존재하지 않는다");
+        }
+        // 정점 리스트에서 인덱스 index의 정점을 제거한다
+        vertices.erase(vertices.begin() + index);
+        // 인접 행렬에서 인덱스 index의 행을 삭제한다
+        adjMat.erase(adjMat.begin() + index);
+        // 인접 행렬에서 인덱스 index의 열을 삭제한다
+        for (vector<int> &row : adjMat) {
+            row.erase(row.begin() + index);
+        }
+    }
+
+    /* 간선 추가 */
+    // 매개변수 i, j는 vertices 원소의 인덱스에 해당한다
+    void addEdge(int i, int j) {
+        // 인덱스가 범위를 벗어나거나 서로 같은 경우를 처리한다
+        if (i < 0 || j < 0 || i >= size() || j >= size() || i == j) {
+            throw out_of_range("정점이 존재하지 않는다");
+        }
+        // 무방향 그래프의 인접 행렬은 주대각선에 대해 대칭이며, (i, j) == (j, i)를 만족한다
+        adjMat[i][j] = 1;
+        adjMat[j][i] = 1;
+    }
+
+    /* 간선 삭제 */
+    // 매개변수 i, j는 vertices 원소의 인덱스에 해당한다
+    void removeEdge(int i, int j) {
+        // 인덱스가 범위를 벗어나거나 서로 같은 경우를 처리한다
+        if (i < 0 || j < 0 || i >= size() || j >= size() || i == j) {
+            throw out_of_range("정점이 존재하지 않는다");
+        }
+        adjMat[i][j] = 0;
+        adjMat[j][i] = 0;
+    }
+
+    /* 인접 행렬 출력 */
+    void print() {
+        cout << "정점 리스트 = ";
+        printVector(vertices);
+        cout << "인접 행렬 =" << endl;
+        printVectorMatrix(adjMat);
+    }
+};
+
+/* 실행 코드 */
+int main() {
+    /* 무방향 그래프 초기화 */
+    // edges의 원소는 정점 인덱스, 즉 vertices 원소의 인덱스를 나타낸다
+    vector<int> vertices = {1, 3, 2, 5, 4};
+    vector<vector<int>> edges = {{0, 1}, {0, 3}, {1, 2}, {2, 3}, {2, 4}, {3, 4}};
+    GraphAdjMat graph(vertices, edges);
+    cout << "\n초기화한 후의 그래프" << endl;
+    graph.print();
+
+    /* 간선 추가 */
+    // 정점 1, 2의 인덱스는 각각 0, 2이다
+    graph.addEdge(0, 2);
+    cout << "\n간선 1-2를 추가한 후의 그래프" << endl;
+    graph.print();
+
+    /* 간선 삭제 */
+    // 정점 1, 3의 인덱스는 각각 0, 1이다
+    graph.removeEdge(0, 1);
+    cout << "\n간선 1-3을 삭제한 후의 그래프" << endl;
+    graph.print();
+
+    /* 정점 추가 */
+    graph.addVertex(6);
+    cout << "\n정점 6을 추가한 후의 그래프" << endl;
+    graph.print();
+
+    /* 정점 삭제 */
+    // 정점 3의 인덱스는 1이다
+    graph.removeVertex(1);
+    cout << "\n정점 3을 삭제한 후의 그래프" << endl;
+    graph.print();
+
+    return 0;
+}