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Re-translate the Japanese version (#1871)
* Retranslate Japanese docs with GPT-5.4 * Retranslate Japanese code with GPT-5.4
This commit is contained in:
Yudong Jin
@@ -0,0 +1,121 @@
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/**
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* File: graph_adjacency_list.kt
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* Created Time: 2024-01-25
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* Author: curtishd (1023632660@qq.com)
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*/
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||||
package chapter_graph
|
||||
|
||||
import utils.Vertex
|
||||
|
||||
/* 隣接リストに基づく無向グラフクラス */
|
||||
class GraphAdjList(edges: Array<Array<Vertex?>>) {
|
||||
// 隣接リスト。key は頂点、value はその頂点に隣接する全頂点
|
||||
val adjList = HashMap<Vertex, MutableList<Vertex>>()
|
||||
|
||||
/* コンストラクタ */
|
||||
init {
|
||||
// すべての頂点と辺を追加
|
||||
for (edge in edges) {
|
||||
addVertex(edge[0]!!)
|
||||
addVertex(edge[1]!!)
|
||||
addEdge(edge[0]!!, edge[1]!!)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 頂点数を取得 */
|
||||
fun size(): Int {
|
||||
return adjList.size
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 辺を追加 */
|
||||
fun addEdge(vet1: Vertex, vet2: Vertex) {
|
||||
if (!adjList.containsKey(vet1) || !adjList.containsKey(vet2) || vet1 == vet2)
|
||||
throw IllegalArgumentException()
|
||||
// 辺 vet1 - vet2 を追加
|
||||
adjList[vet1]?.add(vet2)
|
||||
adjList[vet2]?.add(vet1)
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 辺を削除 */
|
||||
fun removeEdge(vet1: Vertex, vet2: Vertex) {
|
||||
if (!adjList.containsKey(vet1) || !adjList.containsKey(vet2) || vet1 == vet2)
|
||||
throw IllegalArgumentException()
|
||||
// 辺 vet1 - vet2 を削除
|
||||
adjList[vet1]?.remove(vet2)
|
||||
adjList[vet2]?.remove(vet1)
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 頂点を追加 */
|
||||
fun addVertex(vet: Vertex) {
|
||||
if (adjList.containsKey(vet))
|
||||
return
|
||||
// 隣接リストに新しいリストを追加
|
||||
adjList[vet] = mutableListOf()
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 頂点を削除 */
|
||||
fun removeVertex(vet: Vertex) {
|
||||
if (!adjList.containsKey(vet))
|
||||
throw IllegalArgumentException()
|
||||
// 隣接リストから頂点 vet に対応するリストを削除
|
||||
adjList.remove(vet)
|
||||
// 他の頂点のリストを走査し、vet を含むすべての辺を削除
|
||||
for (list in adjList.values) {
|
||||
list.remove(vet)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 隣接リストを出力 */
|
||||
fun print() {
|
||||
println("隣接リスト =")
|
||||
for (pair in adjList.entries) {
|
||||
val tmp = mutableListOf<Int>()
|
||||
for (vertex in pair.value) {
|
||||
tmp.add(vertex._val)
|
||||
}
|
||||
println("${pair.key._val}: $tmp,")
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
fun main() {
|
||||
/* 無向グラフを初期化 */
|
||||
val v = Vertex.valsToVets(intArrayOf(1, 3, 2, 5, 4))
|
||||
val edges = arrayOf(
|
||||
arrayOf(v[0], v[1]),
|
||||
arrayOf(v[0], v[3]),
|
||||
arrayOf(v[1], v[2]),
|
||||
arrayOf(v[2], v[3]),
|
||||
arrayOf(v[2], v[4]),
|
||||
arrayOf(v[3], v[4])
|
||||
)
|
||||
val graph = GraphAdjList(edges)
|
||||
println("\n初期化後のグラフは")
|
||||
graph.print()
|
||||
|
||||
/* 辺を追加 */
|
||||
// 頂点 1, 2 は v[0], v[2]
|
||||
graph.addEdge(v[0]!!, v[2]!!)
|
||||
println("\n辺 1-2 を追加した後のグラフは")
|
||||
graph.print()
|
||||
|
||||
/* 辺を削除 */
|
||||
// 頂点 1, 3 は v[0], v[1]
|
||||
graph.removeEdge(v[0]!!, v[1]!!)
|
||||
println("\n辺 1-3 を削除した後のグラフは")
|
||||
graph.print()
|
||||
|
||||
/* 頂点を追加 */
|
||||
val v5 = Vertex(6)
|
||||
graph.addVertex(v5)
|
||||
println("\n頂点 6 を追加した後のグラフは")
|
||||
graph.print()
|
||||
|
||||
/* 頂点を削除 */
|
||||
// 頂点 3 は v[1]
|
||||
graph.removeVertex(v[1]!!)
|
||||
println("\n頂点 3 を削除した後のグラフは")
|
||||
graph.print()
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,134 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: graph_adjacency_matrix.kt
|
||||
* Created Time: 2024-01-25
|
||||
* Author: curtishd (1023632660@qq.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
package chapter_graph
|
||||
|
||||
import utils.printMatrix
|
||||
|
||||
/* 隣接行列に基づく無向グラフクラス */
|
||||
class GraphAdjMat(vertices: IntArray, edges: Array<IntArray>) {
|
||||
val vertices = mutableListOf<Int>() // 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
|
||||
val adjMat = mutableListOf<MutableList<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
|
||||
|
||||
/* コンストラクタ */
|
||||
init {
|
||||
// 頂点を追加
|
||||
for (vertex in vertices) {
|
||||
addVertex(vertex)
|
||||
}
|
||||
// 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 (edge in edges) {
|
||||
addEdge(edge[0], edge[1])
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 頂点数を取得 */
|
||||
fun size(): Int {
|
||||
return vertices.size
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 頂点を追加 */
|
||||
fun addVertex(_val: Int) {
|
||||
val n = size()
|
||||
// 頂点リストに新しい頂点の値を追加
|
||||
vertices.add(_val)
|
||||
// 隣接行列に 1 行追加
|
||||
val newRow = mutableListOf<Int>()
|
||||
for (j in 0..<n) {
|
||||
newRow.add(0)
|
||||
}
|
||||
adjMat.add(newRow)
|
||||
// 隣接行列に 1 列追加
|
||||
for (row in adjMat) {
|
||||
row.add(0)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 頂点を削除 */
|
||||
fun removeVertex(index: Int) {
|
||||
if (index >= size())
|
||||
throw IndexOutOfBoundsException()
|
||||
// 頂点リストから index の頂点を削除する
|
||||
vertices.removeAt(index)
|
||||
// 隣接行列で index 行を削除する
|
||||
adjMat.removeAt(index)
|
||||
// 隣接行列で index 列を削除する
|
||||
for (row in adjMat) {
|
||||
row.removeAt(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
|
||||
fun addEdge(i: Int, j: Int) {
|
||||
// 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 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
|
||||
adjMat[i][j] = 1
|
||||
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
|
||||
fun removeEdge(i: Int, j: Int) {
|
||||
// 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 IndexOutOfBoundsException()
|
||||
adjMat[i][j] = 0
|
||||
adjMat[j][i] = 0
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* 隣接行列を出力 */
|
||||
fun print() {
|
||||
print("頂点リスト = ")
|
||||
println(vertices)
|
||||
println("隣接行列 =")
|
||||
printMatrix(adjMat)
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
fun main() {
|
||||
/* 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
|
||||
val vertices = intArrayOf(1, 3, 2, 5, 4)
|
||||
val edges = arrayOf(
|
||||
intArrayOf(0, 1),
|
||||
intArrayOf(0, 3),
|
||||
intArrayOf(1, 2),
|
||||
intArrayOf(2, 3),
|
||||
intArrayOf(2, 4),
|
||||
intArrayOf(3, 4)
|
||||
)
|
||||
val graph = GraphAdjMat(vertices, edges)
|
||||
println("\n初期化後のグラフは")
|
||||
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)
|
||||
println("\n辺 1-2 を追加した後のグラフは")
|
||||
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)
|
||||
println("\n辺 1-3 を削除した後のグラフは")
|
||||
graph.print()
|
||||
|
||||
/* 頂点を追加 */
|
||||
graph.addVertex(6)
|
||||
println("\n頂点 6 を追加した後のグラフは")
|
||||
graph.print()
|
||||
|
||||
/* 頂点を削除 */
|
||||
// 頂点 3 のインデックスは 1
|
||||
graph.removeVertex(1)
|
||||
println("\n頂点 3 を削除した後のグラフは")
|
||||
graph.print()
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,65 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: graph_bfs.kt
|
||||
* Created Time: 2024-01-25
|
||||
* Author: curtishd (1023632660@qq.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
package chapter_graph
|
||||
|
||||
import utils.Vertex
|
||||
import java.util.*
|
||||
|
||||
/* 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
|
||||
fun graphBFS(graph: GraphAdjList, startVet: Vertex): MutableList<Vertex?> {
|
||||
// 頂点の走査順序
|
||||
val res = mutableListOf<Vertex?>()
|
||||
// 訪問済み頂点を記録するためのハッシュ集合
|
||||
val visited = HashSet<Vertex>()
|
||||
visited.add(startVet)
|
||||
// BFS の実装にキューを用いる
|
||||
val que = LinkedList<Vertex>()
|
||||
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
|
||||
while (!que.isEmpty()) {
|
||||
val 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
|
||||
for (adjVet in graph.adjList[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
|
||||
visited.add(adjVet) // この頂点を訪問済みにする
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
// 頂点の走査順を返す
|
||||
return res
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
fun main() {
|
||||
/* 無向グラフを初期化 */
|
||||
val v = Vertex.valsToVets(intArrayOf(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9))
|
||||
val edges = arrayOf(
|
||||
arrayOf(v[0], v[1]),
|
||||
arrayOf(v[0], v[3]),
|
||||
arrayOf(v[1], v[2]),
|
||||
arrayOf(v[1], v[4]),
|
||||
arrayOf(v[2], v[5]),
|
||||
arrayOf(v[3], v[4]),
|
||||
arrayOf(v[3], v[6]),
|
||||
arrayOf(v[4], v[5]),
|
||||
arrayOf(v[4], v[7]),
|
||||
arrayOf(v[5], v[8]),
|
||||
arrayOf(v[6], v[7]),
|
||||
arrayOf(v[7], v[8])
|
||||
)
|
||||
val graph = GraphAdjList(edges)
|
||||
println("\n初期化後のグラフは")
|
||||
graph.print()
|
||||
|
||||
/* 幅優先探索 */
|
||||
val res = graphBFS(graph, v[0]!!)
|
||||
println("\n幅優先探索（BFS）の頂点順序は")
|
||||
println(Vertex.vetsToVals(res))
|
||||
}
|
||||
@@ -0,0 +1,60 @@
|
||||
/**
|
||||
* File: graph_dfs.kt
|
||||
* Created Time: 2024-01-25
|
||||
* Author: curtishd (1023632660@qq.com)
|
||||
*/
|
||||
|
||||
package chapter_graph
|
||||
|
||||
import utils.Vertex
|
||||
|
||||
/* 深さ優先走査の補助関数 */
|
||||
fun dfs(
|
||||
graph: GraphAdjList,
|
||||
visited: MutableSet<Vertex?>,
|
||||
res: MutableList<Vertex?>,
|
||||
vet: Vertex?
|
||||
) {
|
||||
res.add(vet) // 訪問した頂点を記録
|
||||
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 (adjVet in graph.adjList[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
|
||||
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
|
||||
fun graphDFS(graph: GraphAdjList, startVet: Vertex?): MutableList<Vertex?> {
|
||||
// 頂点の走査順序
|
||||
val res = mutableListOf<Vertex?>()
|
||||
// 訪問済み頂点を記録するためのハッシュ集合
|
||||
val visited = HashSet<Vertex?>()
|
||||
dfs(graph, visited, res, startVet)
|
||||
return res
|
||||
}
|
||||
|
||||
/* Driver Code */
|
||||
fun main() {
|
||||
/* 無向グラフを初期化 */
|
||||
val v = Vertex.valsToVets(intArrayOf(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6))
|
||||
val edges = arrayOf(
|
||||
arrayOf(v[0], v[1]),
|
||||
arrayOf(v[0], v[3]),
|
||||
arrayOf(v[1], v[2]),
|
||||
arrayOf(v[2], v[5]),
|
||||
arrayOf(v[4], v[5]),
|
||||
arrayOf(v[5], v[6])
|
||||
)
|
||||
val graph = GraphAdjList(edges)
|
||||
println("\n初期化後のグラフは")
|
||||
graph.print()
|
||||
|
||||
/* 深さ優先探索 */
|
||||
val res = graphDFS(graph, v[0])
|
||||
println("\n深さ優先探索（DFS）の頂点順序は")
|
||||
println(Vertex.vetsToVals(res))
|
||||
}
|
||||
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