CS_learn/hello-algo
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Retranslate the complete Japanese online edition from Chinese (#2008)

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Yudong Jin
2026-10-30 02:12:26 +08:00
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commit 7257641e0e
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32
ja/codes/cpp/chapter_graph/graph_adjacency_list.cpp
View File

@@ -6,13 +6,13 @@
#include "../utils/common.hpp"
/* 隣接リストに基づく無向グラフクラス */
/* 隣接リストで実装した無向グラフクラス */
class GraphAdjList {
public:
// 隣接リスト。key は頂点、value はその頂点に隣接する全頂点
// 隣接リスト。key：頂点、value：その頂点に隣接する全頂点
unordered_map<Vertex *, vector<Vertex *>> adjList;
/* vector 内の指定ノードを削除 */
/* vector から指定されたノードを削除する */
void remove(vector<Vertex *> &vec, Vertex *vet) {
for (int i = 0; i < vec.size(); i++) {
if (vec[i] == vet) {
@@ -24,7 +24,7 @@ class GraphAdjList {
/* コンストラクタ */
GraphAdjList(const vector<vector<Vertex *>> &edges) {
// すべての頂点と辺を追加
// すべての頂点と辺を追加する
for (const vector<Vertex *> &edge : edges) {
addVertex(edge[0]);
addVertex(edge[1]);
@@ -32,50 +32,50 @@ class GraphAdjList {
}
}
/* 頂点数を取得 */
/* 頂点数を取得する */
int size() {
return adjList.size();
}
/* 辺を追加 */
/* 辺を追加する */
void addEdge(Vertex *vet1, Vertex *vet2) {
if (!adjList.count(vet1) || !adjList.count(vet2) || vet1 == vet2)
throw invalid_argument("頂点が存在しません");
// 辺 vet1 - vet2 を追加
// 辺 vet1 - vet2 を追加する
adjList[vet1].push_back(vet2);
adjList[vet2].push_back(vet1);
}
/* 辺を削除 */
/* 辺を削除する */
void removeEdge(Vertex *vet1, Vertex *vet2) {
if (!adjList.count(vet1) || !adjList.count(vet2) || vet1 == vet2)
throw invalid_argument("頂点が存在しません");
// 辺 vet1 - vet2 を削除
// 辺 vet1 - vet2 を削除する
remove(adjList[vet1], vet2);
remove(adjList[vet2], vet1);
}
/* 頂点を追加 */
/* 頂点を追加する */
void addVertex(Vertex *vet) {
if (adjList.count(vet))
return;
// 隣接リストに新しいリストを追加
// 隣接リストに新しい連結リストを追加する
adjList[vet] = vector<Vertex *>();
}
/* 頂点を削除 */
/* 頂点を削除する */
void removeVertex(Vertex *vet) {
if (!adjList.count(vet))
throw invalid_argument("頂点が存在しません");
// 隣接リストから頂点 vet に対応するリストを削除
// 隣接リストから頂点 vet に対応する連結リストを削除する
adjList.erase(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
// 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する
for (auto &adj : adjList) {
remove(adj.second, vet);
}
}
/* 隣接リストを出力 */
/* 隣接リストを表示する */
void print() {
cout << "隣接リスト =" << endl;
for (auto &adj : adjList) {
@@ -87,4 +87,4 @@ class GraphAdjList {
}
};
// テストケースは `graph_adjacency_list_test.cpp` を参照
// テストケースは graph_adjacency_list_test.cpp を参照

28
ja/codes/cpp/chapter_graph/graph_adjacency_list_test.cpp
View File

@@ -6,38 +6,38 @@
#include "./graph_adjacency_list.cpp"
/* Driver Code */
/* 実行用コード */
int main() {
/* 無向グラフを初期化 */
/* 無向グラフを初期化する */
vector<Vertex *> v = valsToVets(vector<int>{1, 3, 2, 5, 4});
vector<vector<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(edges);
cout << "\n初期化後、グラフは" << endl;
cout << "\n初期化後のグラフ" << endl;
graph.print();
/* 辺を追加 */
// 頂点 1, 2 は v[0], v[2]
/* 辺を追加する */
// 頂点 1, 2 は v[0], v[2] に対応する
graph.addEdge(v[0], v[2]);
cout << "\n辺 1-2 を追加した後、グラフは" << endl;
cout << "\n辺 1-2 を追加した後のグラフ" << endl;
graph.print();
/* 辺を削除 */
// 頂点 1, 3 は v[0], v[1]
/* 辺を削除する */
// 頂点 1, 3 は v[0], v[1] に対応する
graph.removeEdge(v[0], v[1]);
cout << "\n辺 1-3 を削除した後、グラフは" << endl;
cout << "\n辺 1-3 を削除した後のグラフ" << endl;
graph.print();
/* 頂点を追加 */
/* 頂点を追加する */
Vertex *v5 = new Vertex(6);
graph.addVertex(v5);
cout << "\n頂点 6 を追加した後、グラフは" << endl;
cout << "\n頂点 6 を追加した後のグラフ" << endl;
graph.print();
/* 頂点を削除 */
// 頂点 3 は v[1]
/* 頂点を削除する */
// 頂点 3 は v[1] に対応する
graph.removeVertex(v[1]);
cout << "\n頂点 3 を削除した後、グラフは" << endl;
cout << "\n頂点 3 を削除した後のグラフ" << endl;
graph.print();
// メモリを解放する

70
ja/codes/cpp/chapter_graph/graph_adjacency_matrix.cpp
View File

@@ -6,74 +6,74 @@
#include "../utils/common.hpp"
/* 隣接行列に基づく無向グラフクラス */
/* 隣接行列で実装した無向グラフクラス */
class GraphAdjMat {
vector<int> 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
vector<vector<int>> 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
vector<int> vertices; // 頂点リスト。要素は「頂点の値」、インデックスは「頂点のインデックス」を表す
vector<vector<int>> adjMat; // 隣接行列。行と列のインデックスは「頂点のインデックス」に対応する
public:
/* コンストラクタ */
GraphAdjMat(const vector<int> &vertices, const vector<vector<int>> &edges) {
// 頂点を追加
// 頂点を追加する
for (int val : vertices) {
addVertex(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
// 辺を追加する
// edges の要素は頂点のインデックス、すなわち vertices の要素のインデックスを表すことに注意
for (const vector<int> &edge : edges) {
addEdge(edge[0], edge[1]);
}
}
/* 頂点数を取得 */
/* 頂点数を取得する */
int size() const {
return vertices.size();
}
/* 頂点を追加 */
/* 頂点を追加する */
void addVertex(int val) {
int n = size();
// 頂点リストに新しい頂点の値を追加
// 頂点リストに新しい頂点の値を追加する
vertices.push_back(val);
// 隣接行列に 1 行追加
// 隣接行列に 1 行追加する
adjMat.emplace_back(vector<int>(n, 0));
// 隣接行列に 1 列追加
// 隣接行列に 1 列追加する
for (vector<int> &row : adjMat) {
row.push_back(0);
}
}
/* 頂点を削除 */
/* 頂点を削除する */
void removeVertex(int index) {
if (index >= size()) {
throw out_of_range("頂点が存在しません");
}
// 頂点リストから index の頂点を削除する
// 頂点リストからインデックス index の頂点を削除する
vertices.erase(vertices.begin() + index);
// 隣接行列で index 行を削除する
// 隣接行列からインデックス index の行を削除する
adjMat.erase(adjMat.begin() + index);
// 隣接行列で index 列を削除する
// 隣接行列からインデックス index の列を削除する
for (vector<int> &row : adjMat) {
row.erase(row.begin() + 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
/* 辺を追加する */
// 引数 i, j は vertices の要素のインデックスに対応する
void addEdge(int i, int j) {
// インデックスの範囲外と等値の処理
// 添字が範囲外または互いに等しい場合の処理
if (i < 0 || j < 0 || i >= size() || j >= size() || i == j) {
throw out_of_range("頂点が存在しません");
}
// 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
// 無向グラフの隣接行列は主対角線に関して対称であり、(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
/* 辺を削除する */
// 引数 i, j は vertices の要素のインデックスに対応する
void removeEdge(int i, int j) {
// インデックスの範囲外と等値の処理
// 添字が範囲外または互いに等しい場合の処理
if (i < 0 || j < 0 || i >= size() || j >= size() || i == j) {
throw out_of_range("頂点が存在しません");
}
@@ -81,7 +81,7 @@ class GraphAdjMat {
adjMat[j][i] = 0;
}
/* 隣接行列を出力 */
/* 隣接行列を表示する */
void print() {
cout << "頂点リスト = ";
printVector(vertices);
@@ -90,37 +90,37 @@ class GraphAdjMat {
}
};
/* Driver Code */
/* 実行用コード */
int 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
/* 無向グラフを初期化する */
// edges の要素は頂点のインデックス、すなわち vertices の要素のインデックスを表すことに注意
vector<int> vertices = {1, 3, 2, 5, 4};
vector<vector<int>> edges = {{0, 1}, {0, 3}, {1, 2}, {2, 3}, {2, 4}, {3, 4}};
GraphAdjMat graph(vertices, edges);
cout << "\n初期化後、グラフは" << endl;
cout << "\n初期化後のグラフ" << endl;
graph.print();
/* 辺を追加 */
/* 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.addEdge(0, 2);
cout << "\n辺 1-2 を追加した後、グラフは" << endl;
cout << "\n辺 1-2 を追加した後のグラフ" << endl;
graph.print();
/* 辺を削除 */
/* 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.removeEdge(0, 1);
cout << "\n辺 1-3 を削除した後、グラフは" << endl;
cout << "\n辺 1-3 を削除した後のグラフ" << endl;
graph.print();
/* 頂点を追加 */
/* 頂点を追加する */
graph.addVertex(6);
cout << "\n頂点 6 を追加した後、グラフは" << endl;
cout << "\n頂点 6 を追加した後のグラフ" << endl;
graph.print();
/* 頂点を削除 */
/* 頂点を削除する */
// 頂点 3 のインデックスは 1
graph.removeVertex(1);
cout << "\n頂点 3 を削除した後、グラフは" << endl;
cout << "\n頂点 3 を削除した後のグラフ" << endl;
graph.print();
return 0;

32
ja/codes/cpp/chapter_graph/graph_bfs.cpp
View File

@@ -7,47 +7,47 @@
#include "../utils/common.hpp"
#include "./graph_adjacency_list.cpp"
/* 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
/* 幅優先走査 */
// 指定した頂点に隣接する全頂点を取得しやすいように、グラフを隣接リストで表す
vector<Vertex *> graphBFS(GraphAdjList &graph, Vertex *startVet) {
// 頂点の走査順序
vector<Vertex *> res;
// 訪問済み頂点を記録するためのハッシュ集合
// 訪問済みの頂点を記録するハッシュ集合
unordered_set<Vertex *> visited = {startVet};
// BFS の実装にキューを用いる
// BFS の実装にキューを使う
queue<Vertex *> que;
que.push(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
// 頂点 vet を始点として、すべての頂点を訪問するまで繰り返す
while (!que.empty()) {
Vertex *vet = que.front();
que.pop(); // 先頭の頂点をデキュー
res.push_back(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
que.pop(); // キューの先頭の頂点をデキューする
res.push_back(vet); // 訪問した頂点を記録する
// この頂点に隣接する全頂点を走査する
for (auto adjVet : graph.adjList[vet]) {
if (visited.count(adjVet))
continue; // 訪問済みの頂点をスキップ
que.push(adjVet); // 未訪問の頂点のみをキューに追加
continue; // 訪問済みの頂点をスキップする
que.push(adjVet); // 未訪問の頂点だけをエンキューする
visited.emplace(adjVet); // この頂点を訪問済みにする
}
}
// 頂点の走査順を返す
// 頂点の走査順序を返す
return res;
}
/* Driver Code */
/* 実行用コード */
int main() {
/* 無向グラフを初期化 */
/* 無向グラフを初期化する */
vector<Vertex *> v = valsToVets({0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9});
vector<vector<Vertex *>> 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]}};
GraphAdjList graph(edges);
cout << "\n初期化後、グラフは\\n";
cout << "\n初期化後のグラフ\\n";
graph.print();
/* 幅優先探索 */
/* 幅優先走査 */
vector<Vertex *> res = graphBFS(graph, v[0]);
cout << "\n幅優先探索（BFS）の頂点順序は" << endl;
cout << "\n幅優先走査（BFS）の頂点の順序" << endl;
printVector(vetsToVals(res));
// メモリを解放する

24
ja/codes/cpp/chapter_graph/graph_dfs.cpp
View File

@@ -9,41 +9,41 @@
/* 深さ優先走査の補助関数 */
void dfs(GraphAdjList &graph, unordered_set<Vertex *> &visited, vector<Vertex *> &res, Vertex *vet) {
res.push_back(vet); // 訪問した頂点を記録
res.push_back(vet); // 訪問した頂点を記録する
visited.emplace(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
// この頂点に隣接する全頂点を走査する
for (Vertex *adjVet : graph.adjList[vet]) {
if (visited.count(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
continue; // 訪問済みの頂点をスキップする
// 隣接する頂点を再帰的に訪問する
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
/* 深さ優先走査 */
// 指定した頂点に隣接する全頂点を取得しやすいように、グラフを隣接リストで表す
vector<Vertex *> graphDFS(GraphAdjList &graph, Vertex *startVet) {
// 頂点の走査順序
vector<Vertex *> res;
// 訪問済み頂点を記録するためのハッシュ集合
// 訪問済みの頂点を記録するハッシュ集合
unordered_set<Vertex *> visited;
dfs(graph, visited, res, startVet);
return res;
}
/* Driver Code */
/* 実行用コード */
int main() {
/* 無向グラフを初期化 */
/* 無向グラフを初期化する */
vector<Vertex *> v = valsToVets(vector<int>{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6});
vector<vector<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(edges);
cout << "\n初期化後、グラフは" << endl;
cout << "\n初期化後のグラフ" << endl;
graph.print();
/* 深さ優先探索 */
/* 深さ優先走査 */
vector<Vertex *> res = graphDFS(graph, v[0]);
cout << "\n深さ優先探索（DFS）の頂点順序は" << endl;
cout << "\n深さ優先走査（DFS）の頂点の順序" << endl;
printVector(vetsToVals(res));
// メモリを解放する