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* File: graph_adjacency_matrix.js
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* Created Time: 2023-02-09
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* Author: Zhuo Qinyue (1403450829@qq.com)
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*/
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/* 基於鄰接矩陣實現的無向圖類別 */
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class GraphAdjMat {
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vertices; // 頂點串列，元素代表“頂點值”，索引代表“頂點索引”
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adjMat; // 鄰接矩陣，行列索引對應“頂點索引”
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/* 建構子 */
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constructor(vertices, edges) {
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this.vertices = [];
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this.adjMat = [];
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// 新增頂點
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for (const val of vertices) {
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this.addVertex(val);
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}
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// 新增邊
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// 請注意，edges 元素代表頂點索引，即對應 vertices 元素索引
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for (const e of edges) {
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this.addEdge(e[0], e[1]);
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}
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}
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/* 獲取頂點數量 */
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size() {
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return this.vertices.length;
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}
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/* 新增頂點 */
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addVertex(val) {
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const n = this.size();
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// 向頂點串列中新增新頂點的值
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this.vertices.push(val);
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// 在鄰接矩陣中新增一行
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const newRow = [];
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for (let j = 0; j < n; j++) {
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newRow.push(0);
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}
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this.adjMat.push(newRow);
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// 在鄰接矩陣中新增一列
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for (const row of this.adjMat) {
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row.push(0);
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}
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}
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/* 刪除頂點 */
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removeVertex(index) {
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if (index >= this.size()) {
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throw new RangeError('Index Out Of Bounds Exception');
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}
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// 在頂點串列中移除索引 index 的頂點
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this.vertices.splice(index, 1);
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// 在鄰接矩陣中刪除索引 index 的行
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this.adjMat.splice(index, 1);
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// 在鄰接矩陣中刪除索引 index 的列
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for (const row of this.adjMat) {
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row.splice(index, 1);
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}
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}
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/* 新增邊 */
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// 參數 i, j 對應 vertices 元素索引
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addEdge(i, j) {
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// 索引越界與相等處理
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if (i < 0 || j < 0 || i >= this.size() || j >= this.size() || i === j) {
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throw new RangeError('Index Out Of Bounds Exception');
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}
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// 在無向圖中，鄰接矩陣關於主對角線對稱，即滿足 (i, j) === (j, i)
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this.adjMat[i][j] = 1;
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this.adjMat[j][i] = 1;
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}
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/* 刪除邊 */
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// 參數 i, j 對應 vertices 元素索引
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removeEdge(i, j) {
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// 索引越界與相等處理
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if (i < 0 || j < 0 || i >= this.size() || j >= this.size() || i === j) {
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throw new RangeError('Index Out Of Bounds Exception');
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}
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this.adjMat[i][j] = 0;
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this.adjMat[j][i] = 0;
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}
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/* 列印鄰接矩陣 */
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print() {
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console.log('頂點串列 = ', this.vertices);
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console.log('鄰接矩陣 =', this.adjMat);
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}
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}
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/* Driver Code */
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/* 初始化無向圖 */
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// 請注意，edges 元素代表頂點索引，即對應 vertices 元素索引
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const vertices = [1, 3, 2, 5, 4];
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const edges = [
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[0, 1],
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[1, 2],
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[2, 3],
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[0, 3],
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[2, 4],
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[3, 4],
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];
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const graph = new GraphAdjMat(vertices, edges);
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console.log('\n初始化後，圖為');
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graph.print();
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/* 新增邊 */
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// 頂點 1, 2 的索引分別為 0, 2
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graph.addEdge(0, 2);
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console.log('\n新增邊 1-2 後，圖為');
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graph.print();
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/* 刪除邊 */
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// 頂點 1, 3 的索引分別為 0, 1
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graph.removeEdge(0, 1);
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console.log('\n刪除邊 1-3 後，圖為');
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graph.print();
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/* 新增頂點 */
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graph.addVertex(6);
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console.log('\n新增頂點 6 後，圖為');
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graph.print();
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/* 刪除頂點 */
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// 頂點 3 的索引為 1
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graph.removeVertex(1);
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console.log('\n刪除頂點 3 後，圖為');
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graph.print();
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