algorithm/hello-algo
1
0
Fork 0
mirror of https://github.com/krahets/hello-algo.git synced 2025-07-07 15:01:58 +08:00
Code Issues Packages Projects Releases Wiki Activity

Add graph c++ code (#357)

Browse Source 
* add c++ graph code

* fix the header

* delete the header wrongly auto added by editor

* fix for format

* fix code style

* fix code style

* fix graph_adjacency_list.cpp，alter 构造函数 to 构造方法

* update the markdown

* add deconstructor

* remove the deconstructor

* Update graph_adjacency_matrix.cpp

* Update graph_adjacency_list.cpp

---------

Co-authored-by: Yudong Jin <krahets@163.com>
This commit is contained in:
Leo.Cai
2023-02-11 18:07:01 +08:00
committed by GitHub
parent 8d8b713865
commit d3ea84ba97
2 changed files with 255 additions and 0 deletions
Download Patch File Download Diff File Expand all files Collapse all files

129
codes/cpp/chapter_graph/graph_adjacency_list.cpp Normal file
View File

@ -0,0 +1,129 @@
/**
* File: graph_adjacency_list.cpp
* Created Time: 2023-02-09
* Author: what-is-me (whatisme@outlook.jp)
*/
#include "../include/include.hpp"
/* 顶点类 */
struct Vertex {
int val;
Vertex(int val) : val(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
unordered_map<Vertex*, unordered_set<Vertex*>> adjList; // 邻接表（使用哈希表实现）
public:
/* 构造方法 */
GraphAdjList(const vector<vector<Vertex*>>& edges) {
// 添加所有顶点和边
for (const vector<Vertex*>& edge : edges) {
addVertex(edge[0]);
addVertex(edge[1]);
addEdge(edge[0], edge[1]);
}
}
/* 获取顶点数量 */
int size() { return adjList.size(); }
/* 添加边 */
void addEdge(Vertex* vet1, Vertex* vet2) {
if (!adjList.count(vet1) || !adjList.count(vet2) || vet1 == vet2)
throw invalid_argument("不存在顶点");
// 添加边 vet1 - vet2
adjList[vet1].insert(vet2);
adjList[vet2].insert(vet1);
}
/* 删除边 */
void removeEdge(Vertex* vet1, Vertex* vet2) {
if (!adjList.count(vet1) || !adjList.count(vet2) || vet1 == vet2)
throw invalid_argument("不存在顶点");
// 删除边 vet1 - vet2
adjList[vet1].erase(vet2);
adjList[vet2].erase(vet1);
}
/* 添加顶点 */
void addVertex(Vertex* vet) {
if (adjList.count(vet)) return;
// 在邻接表中添加一个新链表（即 HashSet）
adjList[vet] = unordered_set<Vertex*>();
}
/* 删除顶点 */
void removeVertex(Vertex* vet) {
if (!adjList.count(vet))
throw invalid_argument("不存在顶点");
// 在邻接表中删除顶点 vet 对应的链表（即 HashSet）
adjList.erase(vet);
// 遍历其它顶点的链表（即 HashSet），删除所有包含 vet 的边
for (auto& [key, set_] : adjList) {
set_.erase(vet);
}
}
/* 打印邻接表 */
void print() {
cout << "邻接表 =" << endl;
for (auto& [key, value] : adjList) {
vector<int> tmp;
for (Vertex* vertex : value)
tmp.push_back(vertex->val);
cout << key->val << ": ";
PrintUtil::printVector(tmp);
}
}
};
/* Driver Code */
int main() {
/* 初始化无向图 */
Vertex *v0 = new Vertex(1),
*v1 = new Vertex(3),
*v2 = new Vertex(2),
*v3 = new Vertex(5),
*v4 = new Vertex(4);
vector<vector<Vertex*>> edges = {{v0, v1}, {v1, v2}, {v2, v3}, {v0, v3}, {v2, v4}, {v3, v4}};
GraphAdjList graph(edges);
cout << "\n初始化后，图为" << endl;
graph.print();
/* 添加边 */
// 顶点 1, 2 即 v0, v2
graph.addEdge(v0, v2);
cout << "\n添加边 1-2 后，图为" << endl;
graph.print();
/* 删除边 */
// 顶点 1, 3 即 v0, v1
graph.removeEdge(v0, v1);
cout << "\n删除边 1-3 后，图为" << endl;
graph.print();
/* 添加顶点 */
Vertex* v5 = new Vertex(6);
graph.addVertex(v5);
cout << "\n添加顶点 6 后，图为" << endl;
graph.print();
/* 删除顶点 */
// 顶点 3 即 v1
graph.removeVertex(v1);
cout << "\n删除顶点 3 后，图为" << endl;
graph.print();
/* 释放内存 */
delete v0;
delete v1;
delete v2;
delete v3;
delete v4;
delete v5;
}

126
codes/cpp/chapter_graph/graph_adjacency_matrix.cpp Normal file
View File

@ -0,0 +1,126 @@
/**
* File: graph_adjacency_matrix.cpp
* Created Time: 2023-02-09
* Author: what-is-me (whatisme@outlook.jp)
*/
#include "../include/include.hpp"
/* 基于邻接矩阵实现的无向图类 */
class GraphAdjMat {
vector<int> vertices; // 顶点列表，元素代表“顶点值”，索引代表“顶点索引”
vector<vector<int>> adjMat; // 邻接矩阵，行列索引对应“顶点索引”
public:
/* 构造方法 */
GraphAdjMat(const vector<int>& vertices, const vector<vector<int>>& edges) {
// 添加顶点
for (int val : vertices) {
addVertex(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 (const vector<int>& edge : edges) {
addEdge(edge[0], edge[1]);
}
}
/* 获取顶点数量 */
int size() const {
return vertices.size();
}
/* 添加顶点 */
void addVertex(int val) {
int n = size();
// 向顶点列表中添加新顶点的值
vertices.push_back(val);
// 在邻接矩阵中添加一行
adjMat.emplace_back(n, 0);
// 在邻接矩阵中添加一列
for (vector<int>& row : adjMat) {
row.push_back(0);
}
}
/* 删除顶点 */
void removeVertex(int index) {
if (index >= size()) {
throw out_of_range("顶点不存在");
}
// 在顶点列表中移除索引 index 的顶点
vertices.erase(vertices.begin() + index);
// 在邻接矩阵中删除索引 index 的行
adjMat.erase(adjMat.begin() + index);
// 在邻接矩阵中删除索引 index 的列
for (vector<int>& row : adjMat) {
row.erase(row.begin() + index);
}
}
/* 添加边 */
// 参数 i, j 对应 vertices 元素索引
void addEdge(int i, int j) {
// 索引越界与相等处理
if (i < 0 || j < 0 || i >= size() || j >= size() || i == j) {
throw out_of_range("顶点不存在");
}
// 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
void removeEdge(int i, int j) {
// 索引越界与相等处理
if (i < 0 || j < 0 || i >= size() || j >= size() || i == j) {
throw out_of_range("顶点不存在");
}
adjMat[i][j] = 0;
adjMat[j][i] = 0;
}
/* 打印邻接矩阵 */
void print() {
cout << "顶点列表 = ";
PrintUtil::printVector(vertices);
cout << "邻接矩阵 =" << endl;
PrintUtil::printVectorMatrix(adjMat);
}
};
/* Driver Code */
int 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
vector<int> vertices = {1, 3, 2, 5, 4};
vector<vector<int>> edges = {{0, 1}, {0, 2}, {1, 2}, {2, 3}, {0, 3}, {2, 4}, {3, 4}};
GraphAdjMat graph(vertices, edges);
cout << "\n初始化后，图为" << endl;
graph.print();
/* 添加边 */
// 顶点 1, 2 的索引分别为 0, 2
graph.addEdge(0, 2);
cout << "\n添加边 1-2 后，图为" << endl;
graph.print();
/* 删除边 */
// 顶点 1, 3 的索引分别为 0, 1
graph.removeEdge(0, 1);
cout << "\n删除边 1-3 后，图为" << endl;
graph.print();
/* 添加顶点 */
graph.addVertex(6);
cout << "\n添加顶点 6 后，图为" << endl;
graph.print();
/* 删除顶点 */
// 顶点 3 的索引为 1
graph.removeVertex(1);
cout << "\n删除顶点 3 后，图为" << endl;
graph.print();
}