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ja/codes/kotlin/chapter_graph/graph_bfs.kt

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+/**
+ * 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))
+}