hello-algo/ja/codes/rust/chapter_graph/graph_bfs.rs

/*
 * File: graph_bfs.rs
 * Created Time: 2023-07-12
 * Author: night-cruise (2586447362@qq.com)
 */

mod graph_adjacency_list;

use graph_adjacency_list::GraphAdjList;
use graph_adjacency_list::{vals_to_vets, vets_to_vals, Vertex};
use std::collections::{HashSet, VecDeque};

/* 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
fn graph_bfs(graph: GraphAdjList, start_vet: Vertex) -> Vec<Vertex> {
    // 頂点の走査順序
    let mut res = vec![];
    // 訪問済み頂点を記録するためのハッシュ集合
    let mut visited = HashSet::new();
    visited.insert(start_vet);
    // BFS の実装にキューを用いる
    let mut que = VecDeque::new();
    que.push_back(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 let Some(vet) = que.pop_front() {
        res.push(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
        if let Some(adj_vets) = graph.adj_list.get(&vet) {
            for &adj_vet in adj_vets {
                if visited.contains(&adj_vet) {
                    continue; // 訪問済みの頂点をスキップ
                }
                que.push_back(adj_vet); // 未訪問の頂点のみをキューに追加
                visited.insert(adj_vet); // この頂点を訪問済みにする
            }
        }
    }
    // 頂点の走査順を返す
    res
}

/* Driver Code */
fn main() {
    /* 無向グラフを初期化 */
    let v = vals_to_vets(vec![0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]);
    let edges = vec![
        [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]],
    ];
    let graph = GraphAdjList::new(edges);
    println!("\n初期化後、グラフは");
    graph.print();

    /* 幅優先探索 */
    let res = graph_bfs(graph, v[0]);
    println!("\n幅優先探索（BFS）の頂点順序は");
    println!("{:?}", vets_to_vals(res));
}