xinyin025/hello-algo
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Yudong Jin
2026-10-30 02:12:26 +08:00
committed by GitHub
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commit 7257641e0e
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ja/codes/java/chapter_graph/graph_adjacency_list.java
+23 -23
View File
@@ -9,15 +9,15 @@ package chapter_graph;
import java.util.*;
import utils.*;
/* 隣接リストに基づく無向グラフクラス */
/* 隣接リストで実装した無向グラフクラス */
class GraphAdjList {
// 隣接リスト。key は頂点、value はその頂点に隣接する全頂点
// 隣接リスト。key：頂点、value：その頂点に隣接する全頂点
Map<Vertex, List<Vertex>> adjList;
/* コンストラクタ */
public GraphAdjList(Vertex[][] edges) {
this.adjList = new HashMap<>();
// すべての頂点と辺を追加
// すべての頂点と辺を追加する
for (Vertex[] edge : edges) {
addVertex(edge[0]);
addVertex(edge[1]);
@@ -25,50 +25,50 @@ class GraphAdjList {
}
}
/* 頂点数を取得 */
/* 頂点数を取得する */
public int size() {
return adjList.size();
}
/* 辺を追加 */
/* 辺を追加する */
public void addEdge(Vertex vet1, Vertex vet2) {
if (!adjList.containsKey(vet1) || !adjList.containsKey(vet2) || vet1 == vet2)
throw new IllegalArgumentException();
// 辺 vet1 - vet2 を追加
// 辺 vet1 - vet2 を追加する
adjList.get(vet1).add(vet2);
adjList.get(vet2).add(vet1);
}
/* 辺を削除 */
/* 辺を削除する */
public void removeEdge(Vertex vet1, Vertex vet2) {
if (!adjList.containsKey(vet1) || !adjList.containsKey(vet2) || vet1 == vet2)
throw new IllegalArgumentException();
// 辺 vet1 - vet2 を削除
// 辺 vet1 - vet2 を削除する
adjList.get(vet1).remove(vet2);
adjList.get(vet2).remove(vet1);
}
/* 頂点を追加 */
/* 頂点を追加する */
public void addVertex(Vertex vet) {
if (adjList.containsKey(vet))
return;
// 隣接リストに新しいリストを追加
// 隣接リストに新しい連結リストを追加する
adjList.put(vet, new ArrayList<>());
}
/* 頂点を削除 */
/* 頂点を削除する */
public void removeVertex(Vertex vet) {
if (!adjList.containsKey(vet))
throw new IllegalArgumentException();
// 隣接リストから頂点 vet に対応するリストを削除
// 隣接リストから頂点 vet に対応する連結リストを削除する
adjList.remove(vet);
// 他の頂点のリストを走査し、vet を含むすべての辺を削除
// 他の頂点の連結リストを走査し、vet を含むすべての辺を削除する
for (List<Vertex> list : adjList.values()) {
list.remove(vet);
}
}
/* 隣接リストを出力 */
/* 隣接リストを表示する */
public void print() {
System.out.println("隣接リスト =");
for (Map.Entry<Vertex, List<Vertex>> pair : adjList.entrySet()) {
@@ -82,7 +82,7 @@ class GraphAdjList {
public class graph_adjacency_list {
public static void main(String[] args) {
/* 無向グラフを初期化 */
/* 無向グラフを初期化する */
Vertex[] v = Vertex.valsToVets(new int[] { 1, 3, 2, 5, 4 });
Vertex[][] edges = { { v[0], v[1] }, { v[0], v[3] }, { v[1], v[2] },
{ v[2], v[3] }, { v[2], v[4] }, { v[3], v[4] } };
@@ -90,28 +90,28 @@ public class graph_adjacency_list {
System.out.println("\n初期化後のグラフ");
graph.print();
/* 辺を追加 */
// 頂点 1, 2 は v[0], v[2]
/* 辺を追加する */
// 頂点 1, 2 は v[0], v[2] に対応する
graph.addEdge(v[0], v[2]);
System.out.println("\n辺 1-2 を追加した後のグラフ");
graph.print();
/* 辺を削除 */
// 頂点 1, 3 は v[0], v[1]
/* 辺を削除する */
// 頂点 1, 3 は v[0], v[1] に対応する
graph.removeEdge(v[0], v[1]);
System.out.println("\n辺 1-3 を削除した後のグラフ");
graph.print();
/* 頂点を追加 */
/* 頂点を追加する */
Vertex v5 = new Vertex(6);
graph.addVertex(v5);
System.out.println("\n頂点 6 を追加した後のグラフ");
graph.print();
/* 頂点を削除 */
// 頂点 3 は v[1]
/* 頂点を削除する */
// 頂点 3 は v[1] に対応する
graph.removeVertex(v[1]);
System.out.println("\n頂点 3 を削除すると、グラフは");
System.out.println("\n頂点 3 を削除した後のグラフ");
graph.print();
}
}
ja/codes/java/chapter_graph/graph_adjacency_matrix.java
+30 -30
View File
@@ -9,84 +9,84 @@ package chapter_graph;
import utils.*;
import java.util.*;
/* 隣接行列に基づく無向グラフクラス */
/* 隣接行列で実装した無向グラフクラス */
class GraphAdjMat {
List<Integer> vertices; // 頂点リスト。要素は「頂点値」、インデックスは「頂点インデックス」を表す
List<List<Integer>> adjMat; // 隣接行列。行・列のインデックスは「頂点インデックス」に対応
List<Integer> vertices; // 頂点リスト。要素は「頂点の値」、インデックスは「頂点のインデックス」を表す
List<List<Integer>> adjMat; // 隣接行列。行と列のインデックスは「頂点のインデックス」に対応する
/* コンストラクタ */
public GraphAdjMat(int[] vertices, int[][] edges) {
this.vertices = new ArrayList<>();
this.adjMat = new ArrayList<>();
// 頂点を追加
// 頂点を追加する
for (int val : vertices) {
addVertex(val);
}
// 辺を追加
// 注意：edges の各要素は頂点インデックスを表し、vertices の要素インデックスに対応する
// 辺を追加する
// edges の要素は頂点のインデックス、すなわち vertices の要素のインデックスを表すことに注意
for (int[] e : edges) {
addEdge(e[0], e[1]);
}
}
/* 頂点数を取得 */
/* 頂点数を取得する */
public int size() {
return vertices.size();
}
/* 頂点を追加 */
/* 頂点を追加する */
public void addVertex(int val) {
int n = size();
// 頂点リストに新しい頂点の値を追加
// 頂点リストに新しい頂点の値を追加する
vertices.add(val);
// 隣接行列に 1 行追加
// 隣接行列に 1 行追加する
List<Integer> newRow = new ArrayList<>(n);
for (int j = 0; j < n; j++) {
newRow.add(0);
}
adjMat.add(newRow);
// 隣接行列に 1 列追加
// 隣接行列に 1 列追加する
for (List<Integer> row : adjMat) {
row.add(0);
}
}
/* 頂点を削除 */
/* 頂点を削除する */
public void removeVertex(int index) {
if (index >= size())
throw new IndexOutOfBoundsException();
// 頂点リストから index の頂点を削除する
// 頂点リストからインデックス index の頂点を削除する
vertices.remove(index);
// 隣接行列で index 行を削除する
// 隣接行列からインデックス index の行を削除する
adjMat.remove(index);
// 隣接行列で index 列を削除する
// 隣接行列からインデックス index の列を削除する
for (List<Integer> row : adjMat) {
row.remove(index);
}
}
/* 辺を追加 */
// 引数 i, j は vertices の要素インデックスに対応する
/* 辺を追加する */
// 引数 i, j は vertices の要素のインデックスに対応する
public void addEdge(int i, int j) {
// インデックスの範囲外と等値の処理
// 添字が範囲外または互いに等しい場合の処理
if (i < 0 || j < 0 || i >= size() || j >= size() || i == j)
throw new IndexOutOfBoundsException();
// 無向グラフでは、隣接行列は主対角線に関して対称、すなわち (i, j) == (j, i) を満たす
// 無向グラフの隣接行列は主対角線に関して対称であり、(i, j) == (j, i) を満たす
adjMat.get(i).set(j, 1);
adjMat.get(j).set(i, 1);
}
/* 辺を削除 */
// 引数 i, j は vertices の要素インデックスに対応する
/* 辺を削除する */
// 引数 i, j は vertices の要素のインデックスに対応する
public void removeEdge(int i, int j) {
// インデックスの範囲外と等値の処理
// 添字が範囲外または互いに等しい場合の処理
if (i < 0 || j < 0 || i >= size() || j >= size() || i == j)
throw new IndexOutOfBoundsException();
adjMat.get(i).set(j, 0);
adjMat.get(j).set(i, 0);
}
/* 隣接行列を出力 */
/* 隣接行列を表示する */
public void print() {
System.out.print("頂点リスト = ");
System.out.println(vertices);
@@ -97,35 +97,35 @@ class GraphAdjMat {
public class graph_adjacency_matrix {
public static void main(String[] args) {
/* 無向グラフを初期化 */
// edges の要素は頂点インデックス、すなわち vertices の要素インデックスに対応する点に注意
/* 無向グラフを初期化する */
// edges の要素は頂点のインデックス、すなわち vertices の要素のインデックスを表すことに注意
int[] vertices = { 1, 3, 2, 5, 4 };
int[][] edges = { { 0, 1 }, { 0, 3 }, { 1, 2 }, { 2, 3 }, { 2, 4 }, { 3, 4 } };
GraphAdjMat graph = new GraphAdjMat(vertices, edges);
System.out.println("\n初期化後のグラフ");
graph.print();
/* 辺を追加 */
/* 辺を追加する */
// 頂点 1, 2 のインデックスはそれぞれ 0, 2
graph.addEdge(0, 2);
System.out.println("\n辺 1-2 を追加した後のグラフ");
graph.print();
/* 辺を削除 */
/* 辺を削除する */
// 頂点 1, 3 のインデックスはそれぞれ 0, 1
graph.removeEdge(0, 1);
System.out.println("\n辺 1-3 を削除した後のグラフ");
graph.print();
/* 頂点を追加 */
/* 頂点を追加する */
graph.addVertex(6);
System.out.println("\n頂点 6 を追加した後のグラフ");
graph.print();
/* 頂点を削除 */
/* 頂点を削除する */
// 頂点 3 のインデックスは 1
graph.removeVertex(1);
System.out.println("\n頂点 3 を削除すると、グラフは");
System.out.println("\n頂点 3 を削除した後のグラフ");
graph.print();
}
}
ja/codes/java/chapter_graph/graph_bfs.java
+14 -14
View File
@@ -10,35 +10,35 @@ import java.util.*;
import utils.*;
public class graph_bfs {
/* 幅優先探索 */
// グラフを隣接リストで表し、指定した頂点の隣接頂点をすべて取得できるようにする
/* 幅優先走査 */
// 指定した頂点に隣接する全頂点を取得しやすいように、グラフを隣接リストで表す
static List<Vertex> graphBFS(GraphAdjList graph, Vertex startVet) {
// 頂点の走査順序
List<Vertex> res = new ArrayList<>();
// 訪問済み頂点を記録するためのハッシュ集合
// 訪問済みの頂点を記録するハッシュ集合
Set<Vertex> visited = new HashSet<>();
visited.add(startVet);
// BFS の実装にキューを用いる
// BFS の実装にキューを使う
Queue<Vertex> que = new LinkedList<>();
que.offer(startVet);
// 頂点 vet を起点に、すべての頂点を訪問し終えるまで繰り返す
// 頂点 vet を始点として、すべての頂点を訪問するまで繰り返す
while (!que.isEmpty()) {
Vertex vet = que.poll(); // 先頭の頂点をデキュー
res.add(vet); // 訪問した頂点を記録
// この頂点のすべての隣接頂点を走査
Vertex vet = que.poll(); // キューの先頭の頂点をデキューする
res.add(vet); // 訪問した頂点を記録する
// この頂点に隣接する全頂点を走査する
for (Vertex adjVet : graph.adjList.get(vet)) {
if (visited.contains(adjVet))
continue; // 訪問済みの頂点をスキップ
que.offer(adjVet); // 未訪問の頂点のみをキューに追加
continue; // 訪問済みの頂点をスキップする
que.offer(adjVet); // 未訪問の頂点だけをエンキューする
visited.add(adjVet); // この頂点を訪問済みにする
}
}
// 頂点の走査順を返す
// 頂点の走査順序を返す
return res;
}
public static void main(String[] args) {
/* 無向グラフを初期化 */
/* 無向グラフを初期化する */
Vertex[] v = Vertex.valsToVets(new int[] { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 });
Vertex[][] edges = { { v[0], v[1] }, { v[0], v[3] }, { v[1], v[2] }, { v[1], v[4] },
{ v[2], v[5] }, { v[3], v[4] }, { v[3], v[6] }, { v[4], v[5] },
@@ -47,9 +47,9 @@ public class graph_bfs {
System.out.println("\n初期化後のグラフ");
graph.print();
/* 幅優先探索 */
/* 幅優先走査 */
List<Vertex> res = graphBFS(graph, v[0]);
System.out.println("\n幅優先探索（BFS）の頂点列は");
System.out.println("\n幅優先走査（BFS）の頂点の順序");
System.out.println(Vertex.vetsToVals(res));
}
}
ja/codes/java/chapter_graph/graph_dfs.java
+10 -10
View File
@@ -12,30 +12,30 @@ import utils.*;
public class graph_dfs {
/* 深さ優先走査の補助関数 */
static void dfs(GraphAdjList graph, Set<Vertex> visited, List<Vertex> res, Vertex vet) {
res.add(vet); // 訪問した頂点を記録
res.add(vet); // 訪問した頂点を記録する
visited.add(vet); // この頂点を訪問済みにする
// この頂点のすべての隣接頂点を走査
// この頂点に隣接する全頂点を走査する
for (Vertex adjVet : graph.adjList.get(vet)) {
if (visited.contains(adjVet))
continue; // 訪問済みの頂点をスキップ
// 隣接頂点を再帰的に訪問
continue; // 訪問済みの頂点をスキップする
// 隣接する頂点を再帰的に訪問する
dfs(graph, visited, res, adjVet);
}
}
/* 深さ優先探索 */
// グラフを隣接リストで表し、指定した頂点の隣接頂点をすべて取得できるようにする
/* 深さ優先走査 */
// 指定した頂点に隣接する全頂点を取得しやすいように、グラフを隣接リストで表す
static List<Vertex> graphDFS(GraphAdjList graph, Vertex startVet) {
// 頂点の走査順序
List<Vertex> res = new ArrayList<>();
// 訪問済み頂点を記録するためのハッシュ集合
// 訪問済みの頂点を記録するハッシュ集合
Set<Vertex> visited = new HashSet<>();
dfs(graph, visited, res, startVet);
return res;
}
public static void main(String[] args) {
/* 無向グラフを初期化 */
/* 無向グラフを初期化する */
Vertex[] v = Vertex.valsToVets(new int[] { 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 });
Vertex[][] edges = { { v[0], v[1] }, { v[0], v[3] }, { v[1], v[2] },
{ v[2], v[5] }, { v[4], v[5] }, { v[5], v[6] } };
@@ -43,9 +43,9 @@ public class graph_dfs {
System.out.println("\n初期化後のグラフ");
graph.print();
/* 深さ優先探索 */
/* 深さ優先走査 */
List<Vertex> res = graphDFS(graph, v[0]);
System.out.println("\n深さ優先探索（DFS）の頂点列は");
System.out.println("\n深さ優先走査（DFS）の頂点の順序");
System.out.println(Vertex.vetsToVals(res));
}
}