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* Retranslate Japanese docs with GPT-5.4 * Retranslate Japanese code with GPT-5.4
This commit is contained in:
Yudong Jin
@@ -0,0 +1,100 @@
|
||||
// File: graph_adjacency_list.go
|
||||
// Created Time: 2023-01-31
|
||||
// Author: Reanon (793584285@qq.com)
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||||
|
||||
package chapter_graph
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||||
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||||
import (
|
||||
"fmt"
|
||||
"strconv"
|
||||
"strings"
|
||||
|
||||
. "github.com/krahets/hello-algo/pkg"
|
||||
)
|
||||
|
||||
/* 隣接リストに基づく無向グラフクラス */
|
||||
type graphAdjList struct {
|
||||
// 隣接リスト。key は頂点、value はその頂点に隣接する全頂点
|
||||
adjList map[Vertex][]Vertex
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* コンストラクタ */
|
||||
func newGraphAdjList(edges [][]Vertex) *graphAdjList {
|
||||
g := &graphAdjList{
|
||||
adjList: make(map[Vertex][]Vertex),
|
||||
}
|
||||
// すべての頂点と辺を追加
|
||||
for _, edge := range edges {
|
||||
g.addVertex(edge[0])
|
||||
g.addVertex(edge[1])
|
||||
g.addEdge(edge[0], edge[1])
|
||||
}
|
||||
return g
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 頂点数を取得 */
|
||||
func (g *graphAdjList) size() int {
|
||||
return len(g.adjList)
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 辺を追加 */
|
||||
func (g *graphAdjList) addEdge(vet1 Vertex, vet2 Vertex) {
|
||||
_, ok1 := g.adjList[vet1]
|
||||
_, ok2 := g.adjList[vet2]
|
||||
if !ok1 || !ok2 || vet1 == vet2 {
|
||||
panic("error")
|
||||
}
|
||||
// 辺 `vet1 - vet2` を追加し、無名 `struct{}` を追加する
|
||||
g.adjList[vet1] = append(g.adjList[vet1], vet2)
|
||||
g.adjList[vet2] = append(g.adjList[vet2], vet1)
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 辺を削除 */
|
||||
func (g *graphAdjList) removeEdge(vet1 Vertex, vet2 Vertex) {
|
||||
_, ok1 := g.adjList[vet1]
|
||||
_, ok2 := g.adjList[vet2]
|
||||
if !ok1 || !ok2 || vet1 == vet2 {
|
||||
panic("error")
|
||||
}
|
||||
// 辺 vet1 - vet2 を削除
|
||||
g.adjList[vet1] = DeleteSliceElms(g.adjList[vet1], vet2)
|
||||
g.adjList[vet2] = DeleteSliceElms(g.adjList[vet2], vet1)
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 頂点を追加 */
|
||||
func (g *graphAdjList) addVertex(vet Vertex) {
|
||||
_, ok := g.adjList[vet]
|
||||
if ok {
|
||||
return
|
||||
}
|
||||
// 隣接リストに新しいリストを追加
|
||||
g.adjList[vet] = make([]Vertex, 0)
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 頂点を削除 */
|
||||
func (g *graphAdjList) removeVertex(vet Vertex) {
|
||||
_, ok := g.adjList[vet]
|
||||
if !ok {
|
||||
panic("error")
|
||||
}
|
||||
// 隣接リストから頂点 vet に対応するリストを削除
|
||||
delete(g.adjList, 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
|
||||
for v, list := range g.adjList {
|
||||
g.adjList[v] = DeleteSliceElms(list, vet)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 隣接リストを出力 */
|
||||
func (g *graphAdjList) print() {
|
||||
var builder strings.Builder
|
||||
fmt.Printf("隣接リスト = \n")
|
||||
for k, v := range g.adjList {
|
||||
builder.WriteString("\t\t" + strconv.Itoa(k.Val) + ": ")
|
||||
for _, vet := range v {
|
||||
builder.WriteString(strconv.Itoa(vet.Val) + " ")
|
||||
}
|
||||
fmt.Println(builder.String())
|
||||
builder.Reset()
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,45 @@
|
||||
// File: graph_adjacency_list_test.go
|
||||
// Created Time: 2023-01-31
|
||||
// Author: Reanon (793584285@qq.com)
|
||||
|
||||
package chapter_graph
|
||||
|
||||
import (
|
||||
"fmt"
|
||||
"testing"
|
||||
|
||||
. "github.com/krahets/hello-algo/pkg"
|
||||
)
|
||||
|
||||
func TestGraphAdjList(t *testing.T) {
|
||||
/* 無向グラフを初期化 */
|
||||
v := ValsToVets([]int{1, 3, 2, 5, 4})
|
||||
edges := [][]Vertex{{v[0], v[1]}, {v[0], v[3]}, {v[1], v[2]}, {v[2], v[3]}, {v[2], v[4]}, {v[3], v[4]}}
|
||||
graph := newGraphAdjList(edges)
|
||||
fmt.Println("初期化後、グラフは:")
|
||||
graph.print()
|
||||
|
||||
/* 辺を追加 */
|
||||
// 頂点 1, 2 は v[0], v[2]
|
||||
graph.addEdge(v[0], v[2])
|
||||
fmt.Println("\n辺 1-2 を追加後、グラフは")
|
||||
graph.print()
|
||||
|
||||
/* 辺を削除 */
|
||||
// 頂点 1, 3 は v[0], v[1]
|
||||
graph.removeEdge(v[0], v[1])
|
||||
fmt.Println("\n辺 1-3 を削除後、グラフは")
|
||||
graph.print()
|
||||
|
||||
/* 頂点を追加 */
|
||||
v5 := NewVertex(6)
|
||||
graph.addVertex(v5)
|
||||
fmt.Println("\n頂点 6 を追加後、グラフは")
|
||||
graph.print()
|
||||
|
||||
/* 頂点を削除 */
|
||||
// 頂点 3 は v[1]
|
||||
graph.removeVertex(v[1])
|
||||
fmt.Println("\n頂点 3 を削除後、グラフは")
|
||||
graph.print()
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,102 @@
|
||||
// File: graph_adjacency_matrix.go
|
||||
// Created Time: 2023-01-31
|
||||
// Author: Reanon (793584285@qq.com)
|
||||
|
||||
package chapter_graph
|
||||
|
||||
import "fmt"
|
||||
|
||||
/* 隣接行列に基づく無向グラフクラス */
|
||||
type graphAdjMat struct {
|
||||
// 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
|
||||
vertices []int
|
||||
// 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
|
||||
adjMat [][]int
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* コンストラクタ */
|
||||
func newGraphAdjMat(vertices []int, edges [][]int) *graphAdjMat {
|
||||
// 頂点を追加
|
||||
n := len(vertices)
|
||||
adjMat := make([][]int, n)
|
||||
for i := range adjMat {
|
||||
adjMat[i] = make([]int, n)
|
||||
}
|
||||
// グラフを初期化する
|
||||
g := &graphAdjMat{
|
||||
vertices: vertices,
|
||||
adjMat: adjMat,
|
||||
}
|
||||
// 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
|
||||
for i := range edges {
|
||||
g.addEdge(edges[i][0], edges[i][1])
|
||||
}
|
||||
return g
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 頂点数を取得 */
|
||||
func (g *graphAdjMat) size() int {
|
||||
return len(g.vertices)
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 頂点を追加 */
|
||||
func (g *graphAdjMat) addVertex(val int) {
|
||||
n := g.size()
|
||||
// 頂点リストに新しい頂点の値を追加
|
||||
g.vertices = append(g.vertices, val)
|
||||
// 隣接行列に 1 行追加
|
||||
newRow := make([]int, n)
|
||||
g.adjMat = append(g.adjMat, newRow)
|
||||
// 隣接行列に 1 列追加
|
||||
for i := range g.adjMat {
|
||||
g.adjMat[i] = append(g.adjMat[i], 0)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 頂点を削除 */
|
||||
func (g *graphAdjMat) removeVertex(index int) {
|
||||
if index >= g.size() {
|
||||
return
|
||||
}
|
||||
// 頂点リストから index の頂点を削除する
|
||||
g.vertices = append(g.vertices[:index], g.vertices[index+1:]...)
|
||||
// 隣接行列で index 行を削除する
|
||||
g.adjMat = append(g.adjMat[:index], g.adjMat[index+1:]...)
|
||||
// 隣接行列で index 列を削除する
|
||||
for i := range g.adjMat {
|
||||
g.adjMat[i] = append(g.adjMat[i][:index], g.adjMat[i][index+1:]...)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 辺を追加 */
|
||||
// 引数 i, j は vertices の要素インデックスに対応する
|
||||
func (g *graphAdjMat) addEdge(i, j int) {
|
||||
// インデックスの範囲外と等値の処理
|
||||
if i < 0 || j < 0 || i >= g.size() || j >= g.size() || i == j {
|
||||
fmt.Errorf("%s", "Index Out Of Bounds Exception")
|
||||
}
|
||||
// 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
|
||||
g.adjMat[i][j] = 1
|
||||
g.adjMat[j][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
|
||||
func (g *graphAdjMat) removeEdge(i, j int) {
|
||||
// インデックスの範囲外と等値の処理
|
||||
if i < 0 || j < 0 || i >= g.size() || j >= g.size() || i == j {
|
||||
fmt.Errorf("%s", "Index Out Of Bounds Exception")
|
||||
}
|
||||
g.adjMat[i][j] = 0
|
||||
g.adjMat[j][i] = 0
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 隣接行列を出力 */
|
||||
func (g *graphAdjMat) print() {
|
||||
fmt.Printf("\t頂点リスト = %v\n", g.vertices)
|
||||
fmt.Printf("\t隣接行列 = \n")
|
||||
for i := range g.adjMat {
|
||||
fmt.Printf("\t\t\t%v\n", g.adjMat[i])
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,43 @@
|
||||
// File: graph_adjacency_matrix_test.go
|
||||
// Created Time: 2023-01-31
|
||||
// Author: Reanon (793584285@qq.com)
|
||||
|
||||
package chapter_graph
|
||||
|
||||
import (
|
||||
"fmt"
|
||||
"testing"
|
||||
)
|
||||
|
||||
func TestGraphAdjMat(t *testing.T) {
|
||||
/* 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
|
||||
vertices := []int{1, 3, 2, 5, 4}
|
||||
edges := [][]int{{0, 1}, {1, 2}, {2, 3}, {0, 3}, {2, 4}, {3, 4}}
|
||||
graph := newGraphAdjMat(vertices, edges)
|
||||
fmt.Println("初期化後、グラフは:")
|
||||
graph.print()
|
||||
|
||||
/* 辺を追加 */
|
||||
// 頂点 1, 2 のインデックスはそれぞれ 0, 2
|
||||
graph.addEdge(0, 2)
|
||||
fmt.Println("辺 1-2 を追加後、グラフは")
|
||||
graph.print()
|
||||
|
||||
/* 辺を削除 */
|
||||
// 頂点 1, 3 のインデックスはそれぞれ 0, 1
|
||||
graph.removeEdge(0, 1)
|
||||
fmt.Println("辺 1-3 を削除後、グラフは")
|
||||
graph.print()
|
||||
|
||||
/* 頂点を追加 */
|
||||
graph.addVertex(6)
|
||||
fmt.Println("頂点 6 を追加後、グラフは")
|
||||
graph.print()
|
||||
|
||||
/* 頂点を削除 */
|
||||
// 頂点 3 のインデックスは 1
|
||||
graph.removeVertex(1)
|
||||
fmt.Println("頂点 3 を削除後、グラフは")
|
||||
graph.print()
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,41 @@
|
||||
// File: graph_bfs.go
|
||||
// Created Time: 2023-02-18
|
||||
// Author: Reanon (793584285@qq.com)
|
||||
|
||||
package chapter_graph
|
||||
|
||||
import (
|
||||
. "github.com/krahets/hello-algo/pkg"
|
||||
)
|
||||
|
||||
/* 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
|
||||
func graphBFS(g *graphAdjList, startVet Vertex) []Vertex {
|
||||
// 頂点の走査順序
|
||||
res := make([]Vertex, 0)
|
||||
// 訪問済み頂点を記録するためのハッシュ集合
|
||||
visited := make(map[Vertex]struct{})
|
||||
visited[startVet] = struct{}{}
|
||||
// キューは BFS の実装に用い、スライスでキューをシミュレートする
|
||||
queue := make([]Vertex, 0)
|
||||
queue = append(queue, 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
|
||||
for len(queue) > 0 {
|
||||
// 先頭の頂点をデキュー
|
||||
vet := queue[0]
|
||||
queue = queue[1:]
|
||||
// 訪問した頂点を記録
|
||||
res = append(res, vet)
|
||||
// この頂点のすべての隣接頂点を走査
|
||||
for _, adjVet := range g.adjList[vet] {
|
||||
_, isExist := visited[adjVet]
|
||||
// 未訪問の頂点のみをキューに追加
|
||||
if !isExist {
|
||||
queue = append(queue, adjVet)
|
||||
visited[adjVet] = struct{}{}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
// 頂点の走査順を返す
|
||||
return res
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,29 @@
|
||||
// File: graph_bfs_test.go
|
||||
// Created Time: 2023-02-18
|
||||
// Author: Reanon (793584285@qq.com)
|
||||
|
||||
package chapter_graph
|
||||
|
||||
import (
|
||||
"fmt"
|
||||
"testing"
|
||||
|
||||
. "github.com/krahets/hello-algo/pkg"
|
||||
)
|
||||
|
||||
func TestGraphBFS(t *testing.T) {
|
||||
/* 無向グラフを初期化 */
|
||||
vets := ValsToVets([]int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9})
|
||||
edges := [][]Vertex{
|
||||
{vets[0], vets[1]}, {vets[0], vets[3]}, {vets[1], vets[2]}, {vets[1], vets[4]},
|
||||
{vets[2], vets[5]}, {vets[3], vets[4]}, {vets[3], vets[6]}, {vets[4], vets[5]},
|
||||
{vets[4], vets[7]}, {vets[5], vets[8]}, {vets[6], vets[7]}, {vets[7], vets[8]}}
|
||||
graph := newGraphAdjList(edges)
|
||||
fmt.Println("初期化後、グラフは:")
|
||||
graph.print()
|
||||
|
||||
/* 幅優先探索 */
|
||||
res := graphBFS(graph, vets[0])
|
||||
fmt.Println("幅優先探索（BFS）の頂点列:")
|
||||
PrintSlice(VetsToVals(res))
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,36 @@
|
||||
// File: graph_dfs.go
|
||||
// Created Time: 2023-02-18
|
||||
// Author: Reanon (793584285@qq.com)
|
||||
|
||||
package chapter_graph
|
||||
|
||||
import (
|
||||
. "github.com/krahets/hello-algo/pkg"
|
||||
)
|
||||
|
||||
/* 深さ優先走査の補助関数 */
|
||||
func dfs(g *graphAdjList, visited map[Vertex]struct{}, res *[]Vertex, vet Vertex) {
|
||||
// append 操作は新しい参照を返すため、元の参照を新しい slice の参照で再代入する必要がある
|
||||
*res = append(*res, vet)
|
||||
visited[vet] = struct{}{}
|
||||
// この頂点のすべての隣接頂点を走査
|
||||
for _, adjVet := range g.adjList[vet] {
|
||||
_, isExist := visited[adjVet]
|
||||
// 隣接頂点を再帰的に訪問
|
||||
if !isExist {
|
||||
dfs(g, 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
|
||||
func graphDFS(g *graphAdjList, startVet Vertex) []Vertex {
|
||||
// 頂点の走査順序
|
||||
res := make([]Vertex, 0)
|
||||
// 訪問済み頂点を記録するためのハッシュ集合
|
||||
visited := make(map[Vertex]struct{})
|
||||
dfs(g, visited, &res, startVet)
|
||||
// 頂点の走査順を返す
|
||||
return res
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,28 @@
|
||||
// File: graph_dfs_test.go
|
||||
// Created Time: 2023-02-18
|
||||
// Author: Reanon (793584285@qq.com)
|
||||
|
||||
package chapter_graph
|
||||
|
||||
import (
|
||||
"fmt"
|
||||
"testing"
|
||||
|
||||
. "github.com/krahets/hello-algo/pkg"
|
||||
)
|
||||
|
||||
func TestGraphDFS(t *testing.T) {
|
||||
/* 無向グラフを初期化 */
|
||||
vets := ValsToVets([]int{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6})
|
||||
edges := [][]Vertex{
|
||||
{vets[0], vets[1]}, {vets[0], vets[3]}, {vets[1], vets[2]},
|
||||
{vets[2], vets[5]}, {vets[4], vets[5]}, {vets[5], vets[6]}}
|
||||
graph := newGraphAdjList(edges)
|
||||
fmt.Println("初期化後、グラフは:")
|
||||
graph.print()
|
||||
|
||||
/* 深さ優先探索 */
|
||||
res := graphDFS(graph, vets[0])
|
||||
fmt.Println("深さ優先探索（DFS）の頂点列:")
|
||||
PrintSlice(VetsToVals(res))
|
||||
}
|
||||
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