algorithm/hello-algo
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2023-02-10 01:04:26 +08:00
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351
docs/chapter_graph/graph_operations.md
View File

@ -41,120 +41,37 @@ comments: true
=== "C++"
```cpp title="graph_adjacency_matrix.cpp"
[class]{GraphAdjMat}-[func]{}
```
=== "Python"
```python title="graph_adjacency_matrix.py"
[class]{GraphAdjMat}-[func]{}
```
=== "Go"
```go title="graph_adjacency_matrix.go"
/* 基于邻接矩阵实现的无向图类 */
type graphAdjMat struct {
// 顶点列表，元素代表“顶点值”，索引代表“顶点索引”
vertices []int
// 邻接矩阵，行列索引对应“顶点索引”
adjMat [][]int
}
func newGraphAdjMat(vertices []int, edges [][]int) *graphAdjMat {
// 添加顶点
n := len(vertices)
adjMat := make([][]int, n)
for i := range adjMat {
adjMat[i] = make([]int, n)
}
// 初始化图
g := &graphAdjMat{
vertices: vertices,
adjMat: adjMat,
}
// 添加边
// 请注意，edges 元素代表顶点索引，即对应 vertices 元素索引
for i := range edges {
g.addEdge(edges[i][0], edges[i][1])
}
return g
}
/* 获取顶点数量 */
func (g *graphAdjMat) size() int {
return len(g.vertices)
}
/* 添加顶点 */
func (g *graphAdjMat) addVertex(val int) {
n := g.size()
// 向顶点列表中添加新顶点的值
g.vertices = append(g.vertices, val)
// 在邻接矩阵中添加一行
newRow := make([]int, n)
g.adjMat = append(g.adjMat, newRow)
// 在邻接矩阵中添加一列
for i := range g.adjMat {
g.adjMat[i] = append(g.adjMat[i], 0)
}
}
/* 删除顶点 */
func (g *graphAdjMat) removeVertex(index int) {
if index >= g.size() {
return
}
// 在顶点列表中移除索引 index 的顶点
g.vertices = append(g.vertices[:index], g.vertices[index+1:]...)
// 在邻接矩阵中删除索引 index 的行
g.adjMat = append(g.adjMat[:index], g.adjMat[index+1:]...)
// 在邻接矩阵中删除索引 index 的列
for i := range g.adjMat {
g.adjMat[i] = append(g.adjMat[i][:index], g.adjMat[i][index+1:]...)
}
}
/* 添加边 */
// 参数 i, j 对应 vertices 元素索引
func (g *graphAdjMat) addEdge(i, j int) {
// 索引越界与相等处理
if i < 0 || j < 0 || i >= g.size() || j >= g.size() || i == j {
fmt.Errorf("%s", "Index Out Of Bounds Exception")
}
// 在无向图中，邻接矩阵沿主对角线对称，即满足 (i, j) == (j, i)
g.adjMat[i][j] = 1
g.adjMat[j][i] = 1
}
/* 删除边 */
// 参数 i, j 对应 vertices 元素索引
func (g *graphAdjMat) removeEdge(i, j int) {
// 索引越界与相等处理
if i < 0 || j < 0 || i >= g.size() || j >= g.size() || i == j {
fmt.Errorf("%s", "Index Out Of Bounds Exception")
}
g.adjMat[i][j] = 0
g.adjMat[j][i] = 0
}
[class]{graphAdjMat}-[func]{}
```
=== "JavaScript"
```javascript title="graph_adjacency_matrix.js"
[class]{GraphAdjMat}-[func]{}
```
=== "TypeScript"
```typescript title="graph_adjacency_matrix.ts"
[class]{GraphAdjMat}-[func]{}
```
=== "C"
```c title="graph_adjacency_matrix.c"
[class]{graphAdjMat}-[func]{}
```
=== "C#"
@ -166,83 +83,7 @@ comments: true
=== "Swift"
```swift title="graph_adjacency_matrix.swift"
/* 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
}
}
[class]{GraphAdjMat}-[func]{}
```
=== "Zig"
@ -289,121 +130,49 @@ comments: true
=== "C++"
```cpp title="graph_adjacency_list.cpp"
[class]{Vertex}-[func]{}
[class]{GraphAdjList}-[func]{}
```
=== "Python"
```python title="graph_adjacency_list.py"
[class]{Vertex}-[func]{}
[class]{GraphAdjList}-[func]{}
```
=== "Go"
```go title="graph_adjacency_list.go"
/* 顶点类 */
type vertex struct {
val int
}
[class]{vertex}-[func]{}
func newVertex(val int) vertex {
return vertex{
val: val,
}
}
/* 基于邻接表实现的无向图类 */
type graphAdjList struct {
// 请注意，vertices 和 adjList 中存储的都是 Vertex 对象
// 邻接表（使用哈希表实现）, 使用哈希表模拟集合
adjList map[vertex]map[vertex]struct{}
}
/* 构造函数 */
func newGraphAdjList(edges [][]vertex) *graphAdjList {
g := &graphAdjList{
adjList: make(map[vertex]map[vertex]struct{}),
}
// 添加所有顶点和边
for _, edge := range edges {
g.addVertex(edge[0])
g.addVertex(edge[1])
g.addEdge(edge[0], edge[1])
}
return g
}
/* 获取顶点数量 */
func (g *graphAdjList) size() int {
return len(g.adjList)
}
/* 添加边 */
func (g *graphAdjList) addEdge(vet1 vertex, vet2 vertex) {
_, ok1 := g.adjList[vet1]
_, ok2 := g.adjList[vet2]
if !ok1 || !ok2 || vet1 == vet2 {
panic("error")
}
// 添加边 vet1 - vet2, 添加匿名 struct{},
g.adjList[vet1][vet2] = struct{}{}
g.adjList[vet2][vet1] = struct{}{}
}
/* 删除边 */
func (g *graphAdjList) removeEdge(vet1 vertex, vet2 vertex) {
_, ok1 := g.adjList[vet1]
_, ok2 := g.adjList[vet2]
if !ok1 || !ok2 || vet1 == vet2 {
panic("error")
}
// 删除边 vet1 - vet2, 借助 delete 来删除 map 中的键
delete(g.adjList[vet1], vet2)
delete(g.adjList[vet2], vet1)
}
/* 添加顶点 */
func (g *graphAdjList) addVertex(vet vertex) {
_, ok := g.adjList[vet]
if ok {
return
}
// 在邻接表中添加一个新链表（即 set）
g.adjList[vet] = make(map[vertex]struct{})
}
/* 删除顶点 */
func (g *graphAdjList) removeVertex(vet vertex) {
_, ok := g.adjList[vet]
if !ok {
panic("error")
}
// 在邻接表中删除顶点 vet 对应的链表
delete(g.adjList, vet)
// 遍历其它顶点的链表（即 Set），删除所有包含 vet 的边
for _, set := range g.adjList {
// 操作
delete(set, vet)
}
}
[class]{graphAdjList}-[func]{}
```
=== "JavaScript"
```javascript title="graph_adjacency_list.js"
[class]{Vertex}-[func]{}
[class]{GraphAdjList}-[func]{}
```
=== "TypeScript"
```typescript title="graph_adjacency_list.ts"
[class]{Vertex}-[func]{}
[class]{GraphAdjList}-[func]{}
```
=== "C"
```c title="graph_adjacency_list.c"
[class]{vertex}-[func]{}
[class]{graphAdjList}-[func]{}
```
=== "C#"
@ -417,91 +186,17 @@ comments: true
=== "Swift"
```swift title="graph_adjacency_list.swift"
/* 顶点类 */
class Vertex: Hashable {
var val: Int
[class]{Vertex}-[func]{}
init(val: Int) {
self.val = val
}
static func == (lhs: Vertex, rhs: Vertex) -> Bool {
lhs.val == rhs.val
}
func hash(into hasher: inout Hasher) {
hasher.combine(val)
}
}
/* 基于邻接表实现的无向图类 */
class GraphAdjList {
// 请注意，vertices 和 adjList 中存储的都是 Vertex 对象
private var adjList: [Vertex: Set<Vertex>] // 邻接表（使用哈希表实现）
init(edges: [[Vertex]]) {
adjList = [:]
// 添加所有顶点和边
for edge in edges {
addVertex(vet: edge[0])
addVertex(vet: edge[1])
addEdge(vet1: edge[0], vet2: edge[1])
}
}
/* 获取顶点数量 */
func size() -> Int {
adjList.count
}
/* 添加边 */
func addEdge(vet1: Vertex, vet2: Vertex) {
if adjList[vet1] == nil || adjList[vet2] == nil || vet1 == vet2 {
fatalError("参数错误")
}
// 添加边 vet1 - vet2
adjList[vet1]?.insert(vet2)
adjList[vet2]?.insert(vet1)
}
/* 删除边 */
func removeEdge(vet1: Vertex, vet2: Vertex) {
if adjList[vet1] == nil || adjList[vet2] == nil || vet1 == vet2 {
fatalError("参数错误")
}
// 删除边 vet1 - vet2
adjList[vet1]?.remove(vet2)
adjList[vet2]?.remove(vet1)
}
/* 添加顶点 */
func addVertex(vet: Vertex) {
if adjList[vet] != nil {
return
}
// 在邻接表中添加一个新链表（即 HashSet）
adjList[vet] = []
}
/* 删除顶点 */
func removeVertex(vet: Vertex) {
if adjList[vet] == nil {
fatalError("参数错误")
}
// 在邻接表中删除顶点 vet 对应的链表（即 HashSet）
adjList.removeValue(forKey: vet)
// 遍历其它顶点的链表（即 HashSet），删除所有包含 vet 的边
for key in adjList.keys {
adjList[key]?.remove(vet)
}
}
}
[class]{GraphAdjList}-[func]{}
```
=== "Zig"
```zig title="graph_adjacency_list.zig"
[class]{Vertex}-[func]{}
[class]{GraphAdjList}-[func]{}
```
## 9.2.3. 效率对比

10
docs/utils/extract_code_go.py
View File

@ -66,7 +66,7 @@ class ExtractCodeBlocksGo(ExtractCodeBlocksJava):
def check_func_blong_to_class(label):
class_label_pattern = re.compile(f".*\*{label}\).*")
func_return_pattern = re.compile(f".*\*{label}.*")
func_return_pattern = re.compile(f".*{label}.*")
constructor_pattern = re.compile(f".*new.*")
class_label_match = class_label_pattern.match(f"{func_cls_label}")
@ -172,7 +172,7 @@ class ExtractCodeBlocksGo(ExtractCodeBlocksJava):
replace_tabs(func)
# for code_path in glob.glob("codes/go/chapter_*/array_hash_map.go"):
# ext = ExtractCodeBlocksGo()
# res = ext.extract(code_path)
# pass
for code_path in glob.glob("codes/*/chapter_*/graph_adjacency_matrix.go"):
ext = ExtractCodeBlocksGo()
res = ext.extract(code_path)
pass