feat: add Swift codes for graph_operations article (#327)

codes/swift/chapter_graph/graph_adjacency_matrix.swift

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+/**
+ * File: graph_adjacency_matrix.swift
+ * Created Time: 2023-02-01
+ * Author: nuomi1 (nuomi1@qq.com)
+ */
+
+import utils
+
+/* 基于邻接矩阵实现的无向图类 */
+class GraphAdjMat {
+    private var vertices: [Int] // 顶点列表，元素代表“顶点值”，索引代表“顶点索引”
+    private var adjMat: [[Int]] // 邻接矩阵，行列索引对应“顶点索引”
+
+    /* 构造函数 */
+    init(vertices: [Int], edges: [[Int]]) {
+        self.vertices = []
+        adjMat = []
+        // 添加顶点
+        for val in vertices {
+            addVertex(val: val)
+        }
+        // 添加边
+        // 请注意，edges 元素代表顶点索引，即对应 vertices 元素索引
+        for e in edges {
+            addEdge(i: e[0], j: e[1])
+        }
+    }
+
+    /* 获取顶点数量 */
+    func size() -> Int {
+        vertices.count
+    }
+
+    /* 添加顶点 */
+    func addVertex(val: Int) {
+        let n = size()
+        // 向顶点列表中添加新顶点的值
+        vertices.append(val)
+        // 在邻接矩阵中添加一行
+        let newRow = Array(repeating: 0, count: n)
+        adjMat.append(newRow)
+        // 在邻接矩阵中添加一列
+        for i in adjMat.indices {
+            adjMat[i].append(0)
+        }
+    }
+
+    /* 删除顶点 */
+    func removeVertex(index: Int) {
+        if index >= size() {
+            fatalError("越界")
+        }
+        // 在顶点列表中移除索引 index 的顶点
+        vertices.remove(at: index)
+        // 在邻接矩阵中删除索引 index 的行
+        adjMat.remove(at: index)
+        // 在邻接矩阵中删除索引 index 的列
+        for i in adjMat.indices {
+            adjMat[i].remove(at: index)
+        }
+    }
+
+    /* 添加边 */
+    // 参数 i, j 对应 vertices 元素索引
+    func addEdge(i: Int, j: Int) {
+        // 索引越界与相等处理
+        if i < 0 || j < 0 || i >= size() || j >= size() || i == j {
+            fatalError("越界")
+        }
+        // 在无向图中，邻接矩阵沿主对角线对称，即满足 (i, j) == (j, i)
+        adjMat[i][j] = 1
+        adjMat[j][i] = 1
+    }
+
+    /* 删除边 */
+    // 参数 i, j 对应 vertices 元素索引
+    func removeEdge(i: Int, j: Int) {
+        // 索引越界与相等处理
+        if i < 0 || j < 0 || i >= size() || j >= size() || i == j {
+            fatalError("越界")
+        }
+        adjMat[i][j] = 0
+        adjMat[j][i] = 0
+    }
+
+    /* 打印邻接矩阵 */
+    func print() {
+        Swift.print("顶点列表 = ", terminator: "")
+        Swift.print(vertices)
+        Swift.print("邻接矩阵 =")
+        PrintUtil.printMatrix(matrix: adjMat)
+    }
+}
+
+@main
+enum GraphAdjacencyMatrix {
+    /* Driver Code */
+    static func main() {
+        /* 初始化无向图 */
+        // 请注意，edges 元素代表顶点索引，即对应 vertices 元素索引
+        let vertices = [1, 3, 2, 5, 4]
+        let edges = [[0, 1], [0, 2], [1, 2], [2, 3], [0, 3], [2, 4], [3, 4]]
+        let graph = GraphAdjMat(vertices: vertices, edges: edges)
+        print("\n初始化后，图为")
+        graph.print()
+
+        /* 添加边 */
+        // 顶点 1, 2 的索引分别为 0, 2
+        graph.addEdge(i: 0, j: 2)
+        print("\n添加边 1-2 后，图为")
+        graph.print()
+
+        /* 删除边 */
+        // 顶点 1, 3 的索引分别为 0, 1
+        graph.removeEdge(i: 0, j: 1)
+        print("\n删除边 1-3 后，图为")
+        graph.print()
+
+        /* 添加顶点 */
+        graph.addVertex(val: 6)
+        print("\n添加顶点 6 后，图为")
+        graph.print()
+
+        /* 删除顶点 */
+        // 顶点 3 的索引为 1
+        graph.removeVertex(index: 1)
+        print("\n删除顶点 3 后，图为")
+        graph.print()
+    }
+}