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4.3 KiB
Rust
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Rust
/*
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* File: graph_adjacency_matrix.rs
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* Created Time: 2023-07-12
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* Author: night-cruise (2586447362@qq.com)
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*/
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/* 隣接行列に基づく無向グラフ型 */
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pub struct GraphAdjMat {
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// 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
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pub vertices: Vec<i32>,
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// 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
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pub adj_mat: Vec<Vec<i32>>,
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}
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impl GraphAdjMat {
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/* コンストラクタ */
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pub fn new(vertices: Vec<i32>, edges: Vec<[usize; 2]>) -> Self {
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let mut graph = GraphAdjMat {
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vertices: vec![],
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adj_mat: vec![],
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};
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// 頂点を追加
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for val in vertices {
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graph.add_vertex(val);
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}
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// 辺を追加
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// 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
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for edge in edges {
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graph.add_edge(edge[0], edge[1])
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}
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graph
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}
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/* 頂点数を取得 */
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pub fn size(&self) -> usize {
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self.vertices.len()
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}
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/* 頂点を追加 */
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pub fn add_vertex(&mut self, val: i32) {
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let n = self.size();
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// 頂点リストに新しい頂点の値を追加
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self.vertices.push(val);
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// 隣接行列に 1 行追加
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self.adj_mat.push(vec![0; n]);
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// 隣接行列に 1 列追加
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for row in self.adj_mat.iter_mut() {
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row.push(0);
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}
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}
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/* 頂点を削除 */
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pub fn remove_vertex(&mut self, index: usize) {
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if index >= self.size() {
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panic!("index error")
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}
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// 頂点リストから index の頂点を削除する
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self.vertices.remove(index);
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// 隣接行列で index 行を削除する
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self.adj_mat.remove(index);
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// 隣接行列で index 列を削除する
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for row in self.adj_mat.iter_mut() {
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row.remove(index);
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}
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}
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/* 辺を追加 */
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pub fn add_edge(&mut self, i: usize, j: usize) {
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// パラメータ i, j は vertices の要素インデックスに対応する
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// 範囲外と同値の場合の処理
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if i >= self.size() || j >= self.size() || i == j {
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panic!("index error")
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}
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// 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
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self.adj_mat[i][j] = 1;
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||
self.adj_mat[j][i] = 1;
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}
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/* 辺を削除 */
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// 引数 i, j は vertices の要素インデックスに対応する
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pub fn remove_edge(&mut self, i: usize, j: usize) {
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||
// 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 >= self.size() || j >= self.size() || i == j {
|
||
panic!("index error")
|
||
}
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self.adj_mat[i][j] = 0;
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||
self.adj_mat[j][i] = 0;
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||
}
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/* 隣接行列を出力 */
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pub fn print(&self) {
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println!("頂点リスト = {:?}", self.vertices);
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println!("隣接行列 =");
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println!("[");
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for row in &self.adj_mat {
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println!(" {:?},", row);
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}
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println!("]")
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||
}
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||
}
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/* Driver Code */
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fn main() {
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/* 無向グラフを初期化 */
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// 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
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let vertices = vec![1, 3, 2, 5, 4];
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let edges = vec![[0, 1], [0, 3], [1, 2], [2, 3], [2, 4], [3, 4]];
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let mut graph = GraphAdjMat::new(vertices, edges);
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println!("\n初期化後、グラフは");
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graph.print();
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/* 辺を追加 */
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// 頂点 1, 2 のインデックスはそれぞれ 0, 2
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graph.add_edge(0, 2);
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println!("\n辺 1-2 を追加した後、グラフは");
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graph.print();
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/* 辺を削除 */
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// 頂点 1, 3 のインデックスはそれぞれ 0, 1
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graph.remove_edge(0, 1);
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println!("\n辺 1-3 を削除した後、グラフは");
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graph.print();
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/* 頂点を追加 */
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graph.add_vertex(6);
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println!("\n頂点 6 を追加した後、グラフは");
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||
graph.print();
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/* 頂点を削除 */
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// 頂点 3 のインデックスは 1
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graph.remove_vertex(1);
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||
println!("\n頂点 3 を削除した後、グラフは");
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||
graph.print();
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||
}
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