圖論系列之「相鄰節點迭代器 ( adjIterato ) 」

一、介紹

迭代器是一種物件,它能夠用來遍歷標準模板庫容器中的部分或全部元素,每個迭代器物件代表容器中的確定的地址。迭代器修改了常規指標的介面,所謂迭代器是一種概念上的抽象:那些行為上像迭代器的東西都可以叫做迭代器。用迭代器可以很大程度上隔離容器底層實現，使用時只需依賴迭代器相對統一的方法/介面。
圖的相鄰節點迭代器 ( adjIterato )是用來高效的對圖相鄰節點遍歷的，能對圖進行操作。

二、實現

稠密圖相鄰節點迭代器的實現：
我們需要將此迭代器寫在稠密圖的類中

稠密圖：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <cassert>
using namespace std;
//稠密圖
class DenseGraph{
private:
    int n, m; //節點數和邊數
    bool directed; //是否為有向圖
    vector<vector<bool>> g; //圖的具體資料,0 1 用bool值false和true表示
public:
    DenseGraph(int n, bool directed){
      assert(n >= 0);
      this->n = n;
      this->m = 0;
      this->directed = directed;
// g初始化為n*n的布林矩陣, 每一個g[i][j]均為false, 表示沒有任和邊
      g = vector<vector<bool>>(n, vector<bool>(n, false));
}
  //解構函式
  ~DenseGraph(){}
//返回圖中節點的個數
int getV(){
     return n;
}
//返回圖中邊的條數
int getE(){
     return m;
}
//向圖中新增一條邊
void addEdga(int v, int w){
      assert(v >= 0 && v < n);
      assert(w >= 0 && w < n);
      if(hasEdga(v, w)){
           return;
       }

      g[v][w] = true;
    //無向圖是雙向的
      if(!directed){
           g[w][v] = true;
       }
      m++;
}
//驗證圖中是否有v到w的邊
bool hasEdga(int v, int w){
     assert(v >= 0 && v < n);
     assert(w >= 0 && w < n);
     return g[v][w];
}
//顯示圖中資訊
void show(){
    for(int i = 0; i < n; i++){
        for(int j = 0; j < n; j++){
            cout<<g[i][j]<<"\t";
        }
        cout<<endl;
     }
    }

下面是稠密圖迭代器的部分：

// 鄰邊迭代器, 傳入一個圖和一個頂點,
 // 迭代在這個圖中和這個頂點向連的所有頂點  
 class adjIterator{
    private:
        DenseGraph &G; //圖G的引用
        int v; //傳入一個節點
        int index; //對應的索引

    public:
        adjIterator(DenseGraph &graph, int v): G(graph){
             assert(v >= 0 && v < G.n);
             this->v = v;
           // 索引從-1開始, 因為每次遍歷都需要呼叫一次next()
             this->index = -1;
  }
        //解構函式
        ~adjIterator(){}

        // 返回圖G中與頂點v相連線的第一個頂點
        int begin(){
            index = -1;
            return next();
        }
        // 返回圖G中與頂點v相連線的下一個頂點
        int next(){
            for(index += 1; index <= G.getV(); index ++){
                if( G.g[v][index] ){
                    return index;
                }
                return -1;
            }
       }

        // 檢視是否已經迭代完了圖G中與頂點v相連線的所有頂點
         bool end(){
            return index >= G.getV();
        }
     };
};

稀疏圖的相鄰節點迭代器
同樣我們需要在稀疏圖這個類中編寫相應的迭代器

稀疏圖：

#include <iostream>
#include <vector>
#include <cassert>
using namespace std;
//稀疏圖—鄰接表
class SparseGraph{
private:
    int n, m; //節點數和邊數
    bool directed; //是否為無向圖
    vector<vector<int>> g; //圖的具體資料
public:
   SparseGraph(int n,bool directed){
       assert(n >= 0);
       this->n = n;
       this->directed = directed;
       // g初始化為n個空的vector, 表示每一個g[i]都為空, 即沒有任和邊
       g = vector<vector<int>>(n, vector<int>());
}
  //解構函式
  ~SparseGraph(){}

  int getV(){
      return n;
}
  int getE(){
      return m;
}
// 向圖中新增一個邊
void addEdga(int v, int w){
      assert( v >= 0 && v < n );
      assert( w >= 0 && w < n );
     //將w放入g[v][i]中,將w與v相連
      g[v].push_back(w);
      if(v != w && !directed){
          g[w].push_back(v);
      }
      m ++;
}
// 驗證圖中是否有從v到w的邊
bool hasEdga(int v, int w){
      assert( v >= 0 && v < n );
      assert( w >= 0 && w < n );
      for(int i = 0; i <= g[v].size(); i++){
            if(g[v][i] == w)
                 return true;
            return false;  }
}
//顯示圖中資訊
void show(){
    for(int i = 0; i < n; i++){
        cout<<"vector"<<":\t";
        for(int j = 0; j < g[i].size(); j++){
            cout<<g[i][j]<<":\t";
          }
        cout<<endl;
    }
  }

下面是迭代器部分：

// 鄰邊迭代器, 傳入一個圖和一個頂點,
 // 迭代在這個圖中和這個頂點向連的所有頂點 
   class adjIterator{
    private:
        SparseGraph &G; //圖的引用
           int v; //傳入節點
           int index; //對應索引

  public:
        adjIterator(SparseGraph &graph, int v):G(graph){
            this->v = v;
            this->index = 0;
        }

        //解構函式
        ~adjIterator(){}
        // 返回圖G中與頂點v相連線的第一個頂點
  int begin(){
            index = 0;
            if( G.g[v].size() ){
                return G.g[v][index];
            }
            return -1;
  }

   // 返回圖G中與頂點v相連線的下一個頂點
  int next(){
            index++;
            if( index < G.g[v].size() )
                return G.g[v][index];
  }

  bool end(){
            return index >= G.g[v].size();
       }
    };
};

本作品採用《CC 協議》，轉載必須註明作者和本文連結

圖論系列之「相鄰節點迭代器 ( adjIterato ) 」

一、介紹

二、實現

相關文章