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Co-authored-by: krahets <krahets@163.com>

ja/codes/cpp/chapter_graph/graph_adjacency_matrix.cpp

@@ -0,0 +1,127 @@
+/**
+ * File: graph_adjacency_matrix.cpp
+ * Created Time: 2023-02-09
+ * Author: what-is-me (whatisme@outlook.jp)
+ */
+
+#include "../utils/common.hpp"
+
+/* 隣接行列に基づく無向グラフクラス */
+class GraphAdjMat {
+    vector<int> vertices;       // 頂点リスト、要素は「頂点値」を表し、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、行と列のインデックスは「頂点インデックス」に対応
+
+  public:
+    /* コンストラクタ */
+    GraphAdjMat(const vector<int> &vertices, const vector<vector<int>> &edges) {
+        // 頂点を追加
+        for (int val : vertices) {
+            addVertex(val);
+        }
+        // 辺を追加
+        // 辺の要素は頂点インデックスを表す
+        for (const vector<int> &edge : edges) {
+            addEdge(edge[0], edge[1]);
+        }
+    }
+
+    /* 頂点数を取得 */
+    int size() const {
+        return vertices.size();
+    }
+
+    /* 頂点を追加 */
+    void addVertex(int val) {
+        int n = size();
+        // 頂点リストに新しい頂点値を追加
+        vertices.push_back(val);
+        // 隣接行列に行を追加
+        adjMat.emplace_back(vector<int>(n, 0));
+        // 隣接行列に列を追加
+        for (vector<int> &row : adjMat) {
+            row.push_back(0);
+        }
+    }
+
+    /* 頂点を削除 */
+    void removeVertex(int index) {
+        if (index >= size()) {
+            throw out_of_range("Vertex does not exist");
+        }
+        // 頂点リストから`index`の頂点を削除
+        vertices.erase(vertices.begin() + index);
+        // 隣接行列から`index`の行を削除
+        adjMat.erase(adjMat.begin() + index);
+        // 隣接行列から`index`の列を削除
+        for (vector<int> &row : adjMat) {
+            row.erase(row.begin() + index);
+        }
+    }
+
+    /* 辺を追加 */
+    // パラメータi、jは頂点要素のインデックスに対応
+    void addEdge(int i, int j) {
+        // インデックス範囲外と等価性を処理
+        if (i < 0 || j < 0 || i >= size() || j >= size() || i == j) {
+            throw out_of_range("Vertex does not exist");
+        }
+        // 無向グラフでは、隣接行列は主対角線について対称、即ち(i, j) == (j, i)を満たす
+        adjMat[i][j] = 1;
+        adjMat[j][i] = 1;
+    }
+
+    /* 辺を削除 */
+    // パラメータi、jは頂点要素のインデックスに対応
+    void removeEdge(int i, int j) {
+        // インデックス範囲外と等価性を処理
+        if (i < 0 || j < 0 || i >= size() || j >= size() || i == j) {
+            throw out_of_range("Vertex does not exist");
+        }
+        adjMat[i][j] = 0;
+        adjMat[j][i] = 0;
+    }
+
+    /* 隣接行列を印刷 */
+    void print() {
+        cout << "頂点リスト = ";
+        printVector(vertices);
+        cout << "隣接行列 =" << endl;
+        printVectorMatrix(adjMat);
+    }
+};
+
+/* ドライバーコード */
+int main() {
+    /* 無向グラフを初期化 */
+    // 辺の要素は頂点インデックスを表す
+    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;
+    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);
+    cout << "\n辺 1-2 を追加後、グラフは" << endl;
+    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);
+    cout << "\n辺 1-3 を削除後、グラフは" << endl;
+    graph.print();
+
+    /* 頂点を追加 */
+    graph.addVertex(6);
+    cout << "\n頂点 6 を追加後、グラフは" << endl;
+    graph.print();
+
+    /* 頂点を削除 */
+    // 頂点3のインデックスは1
+    graph.removeVertex(1);
+    cout << "\n頂点 3 を削除後、グラフは" << endl;
+    graph.print();
+
+    return 0;
+}