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Yudong Jin
2026-03-30 07:30:15 +08:00
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ja/codes/java/chapter_graph/graph_adjacency_list.java
+13 -13
View File
@@ -11,7 +11,7 @@ import utils.*;
/* 隣接リストに基づく無向グラフクラス */
class GraphAdjList {
// 隣接リスト、キー: 頂点、値: その頂点のすべての隣接頂点
// 隣接リスト。key は頂点、value はその頂点に隣接する全頂点
Map<Vertex, List<Vertex>> adjList;
/* コンストラクタ */
@@ -52,7 +52,7 @@ class GraphAdjList {
public void addVertex(Vertex vet) {
if (adjList.containsKey(vet))
return;
// 隣接リストに新しい連結リストを追加
// 隣接リストに新しいリストを追加
adjList.put(vet, new ArrayList<>());
}
@@ -60,9 +60,9 @@ class GraphAdjList {
public void removeVertex(Vertex vet) {
if (!adjList.containsKey(vet))
throw new IllegalArgumentException();
// 隣接リストから頂点 vet に対応する連結リストを削除
// 隣接リストから頂点 vet に対応するリストを削除
adjList.remove(vet);
// 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
// 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 (List<Vertex> list : adjList.values()) {
list.remove(vet);
}
@@ -87,31 +87,31 @@ public class graph_adjacency_list {
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] } };
GraphAdjList graph = new GraphAdjList(edges);
System.out.println("\n初期化後、グラフは");
System.out.println("\n初期化後のグラフ");
graph.print();
/* 辺を追加 */
// 頂点 1、2、すなわち v[0]、v[2]
// 頂点 1, 2 は v[0], v[2]
graph.addEdge(v[0], v[2]);
System.out.println("\n辺 1-2 を追加後、グラフは");
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、すなわち v[0]、v[1]
// 頂点 1, 3 は v[0], v[1]
graph.removeEdge(v[0], v[1]);
System.out.println("\n辺 1-3 を削除後、グラフは");
System.out.println("\n辺 1-3 を削除した後のグラフ");
graph.print();
/* 頂点を追加 */
Vertex v5 = new Vertex(6);
graph.addVertex(v5);
System.out.println("\n頂点 6 を追加後、グラフは");
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、すなわち v[1]
// 頂点 3 は v[1]
graph.removeVertex(v[1]);
System.out.println("\n頂点 3 を削除後、グラフは");
System.out.println("\n頂点 3 を削除すると、グラフは");
graph.print();
}
}
}
ja/codes/java/chapter_graph/graph_adjacency_matrix.java
+23 -23
View File
@@ -11,8 +11,8 @@ import java.util.*;
/* 隣接行列に基づく無向グラフクラス */
class GraphAdjMat {
List<Integer> vertices; // 頂点リスト、要素は「頂点値」を表し、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、行と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
/* コンストラクタ */
public GraphAdjMat(int[] vertices, int[][] edges) {
@@ -23,7 +23,7 @@ class GraphAdjMat {
addVertex(val);
}
// 辺を追加
// 辺の要素は頂点インデックスを表す
// 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 (int[] e : edges) {
addEdge(e[0], e[1]);
}
@@ -37,15 +37,15 @@ class GraphAdjMat {
/* 頂点を追加 */
public void addVertex(int val) {
int n = size();
// 頂点リストに新しい頂点値を追加
// 頂点リストに新しい頂点の値を追加
vertices.add(val);
// 隣接行列に行を追加
// 隣接行列に 1 行追加
List<Integer> newRow = new ArrayList<>(n);
for (int j = 0; j < n; j++) {
newRow.add(0);
}
adjMat.add(newRow);
// 隣接行列に列を追加
// 隣接行列に 1 列追加
for (List<Integer> row : adjMat) {
row.add(0);
}
@@ -55,31 +55,31 @@ class GraphAdjMat {
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
// 頂点リストから index の頂点を削除する
vertices.remove(index);
// 隣接行列から `index` の行を削除
// 隣接行列で index 行を削除する
adjMat.remove(index);
// 隣接行列から `index` の列を削除
// 隣接行列で index 列を削除する
for (List<Integer> row : adjMat) {
row.remove(index);
}
}
/* 辺を追加 */
// パラメータ i、j は頂点要素のインデックスに対応
// 引数 i, j は vertices の要素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価性を処理
// インデックスの範囲外と等値の処理
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ついて対称、すなわち (i, j) == (j, i) を満たす
// 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
adjMat.get(i).set(j, 1);
adjMat.get(j).set(i, 1);
}
/* 辺を削除 */
// パラメータ i、j は頂点要素のインデックスに対応
// 引数 i, j は vertices の要素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価性を処理
// インデックスの範囲外と等値の処理
if (i < 0 || j < 0 || i >= size() || j >= size() || i == j)
throw new IndexOutOfBoundsException();
adjMat.get(i).set(j, 0);
@@ -98,34 +98,34 @@ class GraphAdjMat {
public class graph_adjacency_matrix {
public static void main(String[] args) {
/* 無向グラフを初期化 */
// 辺の要素は頂点インデックスを表す
// 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
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、グラフは");
System.out.println("\n初期化後のグラフ");
graph.print();
/* 辺を追加 */
// 頂点 1、2 のインデックスはそれぞれ 0、2
// 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 を追加後、グラフは");
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 のインデックスはそれぞれ 0、1
// 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 を削除後、グラフは");
System.out.println("\n辺 1-3 を削除した後のグラフ");
graph.print();
/* 頂点を追加 */
graph.addVertex(6);
System.out.println("\n頂点 6 を追加後、グラフは");
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 のインデックスは 1
graph.removeVertex(1);
System.out.println("\n頂点 3 を削除後、グラフは");
System.out.println("\n頂点 3 を削除すると、グラフは");
graph.print();
}
}
}
ja/codes/java/chapter_graph/graph_bfs.java
+16 -16
View File
@@ -10,30 +10,30 @@ import java.util.*;
import utils.*;
public class graph_bfs {
/* 幅優先走査 */
// 隣接リストを使用してグラフを表現し、指定した頂点のすべての隣接頂点を取得
/* 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
static List<Vertex> graphBFS(GraphAdjList graph, Vertex startVet) {
// 頂点走査順序
// 頂点の走査順序
List<Vertex> res = new ArrayList<>();
// ハッシュセット、訪問済みの頂点を記録するために使用
// 訪問済み頂点を記録するためのハッシュ集合
Set<Vertex> visited = new HashSet<>();
visited.add(startVet);
// BFS を実装するために使用するキュー
// BFS の実装にキューを用いる
Queue<Vertex> que = new LinkedList<>();
que.offer(startVet);
// 頂点 vet から開始し、すべての頂点が訪問されるまでループ
// 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
while (!que.isEmpty()) {
Vertex vet = que.poll(); // キューの先頭の頂点をデキュー
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
// その頂点のすべての隣接頂点を走査
// この頂点のすべての隣接頂点を走査
for (Vertex adjVet : graph.adjList.get(vet)) {
if (visited.contains(adjVet))
continue; // すでに訪問済みの頂点をスキップ
que.offer(adjVet); // 未訪問の頂点のみをエンキュー
visited.add(adjVet); // 頂点を訪問済みとしてマーク
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
visited.add(adjVet); // この頂点を訪問済みにする
}
}
// 頂点走査順序を返す
// 頂点の走査順を返す
return res;
}
@@ -44,12 +44,12 @@ public class graph_bfs {
{ v[2], v[5] }, { v[3], v[4] }, { v[3], v[6] }, { v[4], v[5] },
{ v[4], v[7] }, { v[5], v[8] }, { v[6], v[7] }, { v[7], v[8] } };
GraphAdjList graph = new GraphAdjList(edges);
System.out.println("\n初期化後、グラフは");
System.out.println("\n初期化後のグラフ");
graph.print();
/* 幅優先走査 */
/* 幅優先探索 */
List<Vertex> res = graphBFS(graph, v[0]);
System.out.println("\n幅優先走査 (BFS) の頂点順序は");
System.out.println("\n幅優先探索（BFS）の頂点列は");
System.out.println(Vertex.vetsToVals(res));
}
}
}
ja/codes/java/chapter_graph/graph_dfs.java
+11 -11
View File
@@ -13,22 +13,22 @@ 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
visited.add(vet); // 頂点を訪問済みとしてマーク
// その頂点のすべての隣接頂点を走査
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
for (Vertex adjVet : graph.adjList.get(vet)) {
if (visited.contains(adjVet))
continue; // すでに訪問済みの頂点をスキップ
continue; // 訪問済みの頂点をスキップ
// 隣接頂点を再帰的に訪問
dfs(graph, visited, res, adjVet);
}
}
/* 深さ優先走査 */
// 隣接リストを使用してグラフを表現し、指定した頂点のすべての隣接頂点を取得
/* 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
static List<Vertex> graphDFS(GraphAdjList graph, Vertex startVet) {
// 頂点走査順序
// 頂点の走査順序
List<Vertex> res = new ArrayList<>();
// ハッシュセット、訪問済みの頂点を記録するために使用
// 訪問済み頂点を記録するためのハッシュ集合
Set<Vertex> visited = new HashSet<>();
dfs(graph, visited, res, startVet);
return res;
@@ -40,12 +40,12 @@ public class graph_dfs {
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] } };
GraphAdjList graph = new GraphAdjList(edges);
System.out.println("\n初期化後、グラフは");
System.out.println("\n初期化後のグラフ");
graph.print();
/* 深さ優先走査 */
/* 深さ優先探索 */
List<Vertex> res = graphDFS(graph, v[0]);
System.out.println("\n深さ優先走査 (DFS) の頂点順序は");
System.out.println("\n深さ優先探索（DFS）の頂点列は");
System.out.println(Vertex.vetsToVals(res));
}
}
}