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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:
@@ -0,0 +1,116 @@
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||||
=begin
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||||
File: graph_adjacency_list.rb
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Created Time: 2024-04-25
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||||
Author: Xuan Khoa Tu Nguyen (ngxktuzkai2000@gmail.com)
|
||||
=end
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||||
require_relative '../utils/vertex'
|
||||
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||||
### 隣接リストで実装した無向グラフクラス ###
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||||
class GraphAdjList
|
||||
attr_reader :adj_list
|
||||
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||||
### コンストラクタ ###
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||||
def initialize(edges)
|
||||
# 隣接リスト。key は頂点、value はその頂点に隣接する全頂点
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||||
@adj_list = {}
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||||
# すべての頂点と辺を追加
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||||
for edge in edges
|
||||
add_vertex(edge[0])
|
||||
add_vertex(edge[1])
|
||||
add_edge(edge[0], edge[1])
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
|
||||
### 頂点数を取得 ###
|
||||
def size
|
||||
@adj_list.length
|
||||
end
|
||||
|
||||
### 辺を追加 ###
|
||||
def add_edge(vet1, vet2)
|
||||
raise ArgumentError if !@adj_list.include?(vet1) || !@adj_list.include?(vet2)
|
||||
|
||||
@adj_list[vet1] << vet2
|
||||
@adj_list[vet2] << vet1
|
||||
end
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||||
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||||
### 辺を削除 ###
|
||||
def remove_edge(vet1, vet2)
|
||||
raise ArgumentError if !@adj_list.include?(vet1) || !@adj_list.include?(vet2)
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||||
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||||
# 辺 vet1 - vet2 を削除
|
||||
@adj_list[vet1].delete(vet2)
|
||||
@adj_list[vet2].delete(vet1)
|
||||
end
|
||||
|
||||
### 頂点を追加 ###
|
||||
def add_vertex(vet)
|
||||
return if @adj_list.include?(vet)
|
||||
|
||||
# 隣接リストに新しいリストを追加
|
||||
@adj_list[vet] = []
|
||||
end
|
||||
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||||
### 頂点を削除 ###
|
||||
def remove_vertex(vet)
|
||||
raise ArgumentError unless @adj_list.include?(vet)
|
||||
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||||
# 隣接リストから頂点 vet に対応するリストを削除
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||||
@adj_list.delete(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 vertex in @adj_list
|
||||
@adj_list[vertex.first].delete(vet) if @adj_list[vertex.first].include?(vet)
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
|
||||
### 隣接リストを出力 ###
|
||||
def __print__
|
||||
puts '隣接リスト ='
|
||||
for vertex in @adj_list
|
||||
tmp = @adj_list[vertex.first].map { |v| v.val }
|
||||
puts "#{vertex.first.val}: #{tmp},"
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||||
end
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
|
||||
### Driver Code ###
|
||||
if __FILE__ == $0
|
||||
# 無向グラフを初期化
|
||||
v = vals_to_vets([1, 3, 2, 5, 4])
|
||||
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]],
|
||||
]
|
||||
graph = GraphAdjList.new(edges)
|
||||
puts "\n初期化後のグラフは"
|
||||
graph.__print__
|
||||
|
||||
# 辺を追加する
|
||||
# 頂点 1、2 は `v[0]`、`v[2]`
|
||||
graph.add_edge(v[0], v[2])
|
||||
puts "\n辺 1-2 を追加した後のグラフは"
|
||||
graph.__print__
|
||||
|
||||
# 辺を削除する
|
||||
# 頂点 1, 3 はそれぞれ v[0], v[1]
|
||||
graph.remove_edge(v[0], v[1])
|
||||
puts "\n辺 1-3 を削除した後のグラフは"
|
||||
graph.__print__
|
||||
|
||||
# 頂点を追加
|
||||
v5 = Vertex.new(6)
|
||||
graph.add_vertex(v5)
|
||||
puts "\n頂点 6 を追加した後のグラフは"
|
||||
graph.__print__
|
||||
|
||||
# 頂点を削除する
|
||||
# 頂点 3 は v[1]
|
||||
graph.remove_vertex(v[1])
|
||||
puts "\n頂点 3 を削除した後のグラフは"
|
||||
graph.__print__
|
||||
end
|
||||
@@ -0,0 +1,116 @@
|
||||
=begin
|
||||
File: graph_adjacency_matrix.rb
|
||||
Created Time: 2024-04-25
|
||||
Author: Xuan Khoa Tu Nguyen (ngxktuzkai2000@gmail.com)
|
||||
=end
|
||||
|
||||
require_relative '../utils/print_util'
|
||||
|
||||
### 隣接行列で実装した無向グラフクラス ###
|
||||
class GraphAdjMat
|
||||
def initialize(vertices, edges)
|
||||
### コンストラクタ ###
|
||||
# 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 = []
|
||||
# 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
|
||||
@adj_mat = []
|
||||
# 頂点を追加
|
||||
vertices.each { |val| add_vertex(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
|
||||
edges.each { |e| add_edge(e[0], e[1]) }
|
||||
end
|
||||
|
||||
### 頂点数を取得 ###
|
||||
def size
|
||||
@vertices.length
|
||||
end
|
||||
|
||||
### 頂点を追加 ###
|
||||
def add_vertex(val)
|
||||
n = size
|
||||
# 頂点リストに新しい頂点の値を追加
|
||||
@vertices << val
|
||||
# 隣接行列に 1 行追加
|
||||
new_row = Array.new(n, 0)
|
||||
@adj_mat << new_row
|
||||
# 隣接行列に 1 列追加
|
||||
@adj_mat.each { |row| row << 0 }
|
||||
end
|
||||
|
||||
### 頂点を削除 ###
|
||||
def remove_vertex(index)
|
||||
raise IndexError if index >= size
|
||||
|
||||
# 頂点リストから index の頂点を削除する
|
||||
@vertices.delete_at(index)
|
||||
# 隣接行列で index 行を削除する
|
||||
@adj_mat.delete_at(index)
|
||||
# 隣接行列で index 列を削除する
|
||||
@adj_mat.each { |row| row.delete_at(index) }
|
||||
end
|
||||
|
||||
### 辺を追加 ###
|
||||
def add_edge(i, j)
|
||||
# パラメータ i, j は vertices の要素インデックスに対応する
|
||||
# 範囲外と同値の場合の処理
|
||||
if i < 0 || j < 0 || i >= size || j >= size || i == j
|
||||
raise IndexError
|
||||
end
|
||||
# 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
|
||||
@adj_mat[i][j] = 1
|
||||
@adj_mat[j][i] = 1
|
||||
end
|
||||
|
||||
### 辺を削除 ###
|
||||
def remove_edge(i, j)
|
||||
# パラメータ i, j は vertices の要素インデックスに対応する
|
||||
# 範囲外と同値の場合の処理
|
||||
if i < 0 || j < 0 || i >= size || j >= size || i == j
|
||||
raise IndexError
|
||||
end
|
||||
@adj_mat[i][j] = 0
|
||||
@adj_mat[j][i] = 0
|
||||
end
|
||||
|
||||
### 隣接行列を出力 ###
|
||||
def __print__
|
||||
puts "頂点リスト = #{@vertices}"
|
||||
puts '隣接行列 ='
|
||||
print_matrix(@adj_mat)
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
|
||||
### Driver Code ###
|
||||
if __FILE__ == $0
|
||||
# 無向グラフを初期化する
|
||||
# 注意: edges の要素は頂点インデックスであり、vertices の要素インデックスに対応する
|
||||
vertices = [1, 3, 2, 5, 4]
|
||||
edges = [[0, 1], [0, 3], [1, 2], [2, 3], [2, 4], [3, 4]]
|
||||
graph = GraphAdjMat.new(vertices, edges)
|
||||
puts "\n初期化後のグラフは"
|
||||
graph.__print__
|
||||
|
||||
# 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.add_edge(0, 2)
|
||||
puts "\n辺 1-2 を追加した後のグラフは"
|
||||
graph.__print__
|
||||
|
||||
# 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.remove_edge(0, 1)
|
||||
puts "\n辺 1-3 を削除した後のグラフは"
|
||||
graph.__print__
|
||||
|
||||
# 頂点を追加
|
||||
graph.add_vertex(6)
|
||||
puts "\n頂点 6 を追加した後のグラフは"
|
||||
graph.__print__
|
||||
|
||||
# 頂点を削除する
|
||||
# 頂点 3 のインデックスは 1
|
||||
graph.remove_vertex(1)
|
||||
puts "\n頂点 3 を削除した後のグラフは"
|
||||
graph.__print__
|
||||
end
|
||||
@@ -0,0 +1,61 @@
|
||||
=begin
|
||||
File: graph_bfs.rb
|
||||
Created Time: 2024-04-25
|
||||
Author: Xuan Khoa Tu Nguyen (ngxktuzkai2000@gmail.com)
|
||||
=end
|
||||
|
||||
require 'set'
|
||||
require_relative './graph_adjacency_list'
|
||||
require_relative '../utils/vertex'
|
||||
|
||||
### 幅優先探索 ###
|
||||
def graph_bfs(graph, start_vet)
|
||||
# 指定した頂点の隣接頂点をすべて取得できるよう、隣接リストでグラフを表現する
|
||||
# 頂点の走査順序
|
||||
res = []
|
||||
# 訪問済み頂点を記録するためのハッシュ集合
|
||||
visited = Set.new([start_vet])
|
||||
# BFS の実装にキューを用いる
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||||
que = [start_vet]
|
||||
# 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.length > 0
|
||||
vet = que.shift # 先頭の頂点をデキュー
|
||||
res << 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 adj_vet in graph.adj_list[vet]
|
||||
next if visited.include?(adj_vet) # 訪問済みの頂点をスキップ
|
||||
que << adj_vet # 未訪問の頂点のみをキューに追加
|
||||
visited.add(adj_vet) # この頂点を訪問済みにする
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
# 頂点の走査順を返す
|
||||
res
|
||||
end
|
||||
|
||||
### Driver Code ###
|
||||
if __FILE__ == $0
|
||||
# 無向グラフを初期化
|
||||
v = vals_to_vets([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9])
|
||||
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]],
|
||||
[v[4], v[7]],
|
||||
[v[5], v[8]],
|
||||
[v[6], v[7]],
|
||||
[v[7], v[8]],
|
||||
]
|
||||
graph = GraphAdjList.new(edges)
|
||||
puts "\n初期化後のグラフは"
|
||||
graph.__print__
|
||||
|
||||
# 幅優先探索
|
||||
res = graph_bfs(graph, v.first)
|
||||
puts "\n幅優先探索(BFS)の頂点順序は"
|
||||
p vets_to_vals(res)
|
||||
end
|
||||
@@ -0,0 +1,54 @@
|
||||
=begin
|
||||
File: graph_dfs.rb
|
||||
Created Time: 2024-04-25
|
||||
Author: Xuan Khoa Tu Nguyen (ngxktuzkai2000@gmail.com)
|
||||
=end
|
||||
|
||||
require 'set'
|
||||
require_relative './graph_adjacency_list'
|
||||
require_relative '../utils/vertex'
|
||||
|
||||
### 深さ優先探索の補助関数 ###
|
||||
def dfs(graph, visited, res, vet)
|
||||
res << 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 adj_vet in graph.adj_list[vet]
|
||||
next if visited.include?(adj_vet) # 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, adj_vet)
|
||||
end
|
||||
end
|
||||
|
||||
### 深さ優先探索 ###
|
||||
def graph_dfs(graph, start_vet)
|
||||
# 指定した頂点の隣接頂点をすべて取得できるよう、隣接リストでグラフを表現する
|
||||
# 頂点の走査順序
|
||||
res = []
|
||||
# 訪問済み頂点を記録するためのハッシュ集合
|
||||
visited = Set.new
|
||||
dfs(graph, visited, res, start_vet)
|
||||
res
|
||||
end
|
||||
|
||||
### Driver Code ###
|
||||
if __FILE__ == $0
|
||||
# 無向グラフを初期化
|
||||
v = vals_to_vets([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6])
|
||||
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]],
|
||||
]
|
||||
graph = GraphAdjList.new(edges)
|
||||
puts "\n初期化後のグラフは"
|
||||
graph.__print__
|
||||
|
||||
# 深さ優先探索
|
||||
res = graph_dfs(graph, v[0])
|
||||
puts "\n深さ優先探索(DFS)の頂点順序は"
|
||||
p vets_to_vals(res)
|
||||
end
|
||||
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