【數據結構與算法】TypeScript 實現圖結構

class Grapg<T> {
  // 用於存儲所有的頂點
  verteces: T[] = [];
  // 用於存儲所有的邊 採用鄰接表的形式
  adjList: Map<T, T[]> = new Map();

  // 添加頂點
  addVertex(v: T) {
    this.verteces.push(v);
    // 初始化頂點的鄰接表
    this.adjList.set(v, []);
  }

  // 添加邊
  addEdge(v: T, w: T) {
    // 有向圖 只需要添加單向的邊
    this.adjList.get(v)?.push(w);
    // 無向圖 需要添加反向的邊
    this.adjList.get(w)?.push(v);
  }

  // 打印圖
  printEdges() {
    // 遍歷所有的頂點
    this.verteces.forEach((vertex) => {
      // 打印頂點和它的鄰接表
      console.log(`${vertex} -> ${this.adjList.get(vertex)?.join(' ')}`);
    });
  }

  // 廣度優先遍歷
  BFS() {
    if (this.verteces.length === 0) return;
    const visited = new Set<T>(); // 用於存儲已經訪問過的頂點
    visited.add(this.verteces[0]); // 從第一個頂點開始遍歷
    const queue = [this.verteces[0]]; // 用於存儲待訪問的頂點

    // 隊列不爲空時
    while (queue.length) {
      const v = queue.shift()!; // 取出隊列的第一個頂點
      console.log(v); // 打印頂點

      const vEdges = this.adjList.get(v); // 獲取該頂點的鄰接表
      // 如果沒有鄰接表 則跳過
      if (!vEdges) continue;
      // 從前往後遍歷
      for (const e of vEdges) {
        // 如果沒有訪問過 就入隊列
        if (!visited.has(e)) {
          visited.add(e);
          queue.push(e);
        }
      }
    }
  }

  // 深度優先遍歷
  DFS() {
    if (this.verteces.length === 0) return;
    const visited = new Set<T>(); // 用於存儲已經訪問過的頂點
    visited.add(this.verteces[0]); // 從第一個頂點開始遍歷
    const stack = [this.verteces[0]]; // 用於存儲待訪問的頂點

    // 棧不爲空時
    while (stack.length) {
      const v = stack.pop()!; // 取出棧頂的頂點
      console.log(v); // 打印頂點

      const vEdges = this.adjList.get(v); // 獲取該頂點的鄰接表
      if (!vEdges) return; // 如果沒有鄰接表 則跳過
      // 從後往前遍歷
      for (let i = vEdges.length - 1; i >= 0; i--) {
        const e = vEdges[i]; // 獲取頂點
        // 如果沒有訪問過 就入棧
        if (!visited.has(e)) {
          stack.push(e);
          visited.add(e);
        }
      }
    }
  }
}

const graph = new Grapg<string>();
// 添加A-I的頂點
for (let i = 0; i < 9; i++) {
  graph.addVertex(String.fromCharCode(65 + i));
}
// 添加邊
graph.addEdge('A', 'B');
graph.addEdge('A', 'C');
graph.addEdge('A', 'D');
graph.addEdge('C', 'D');
graph.addEdge('C', 'G');
graph.addEdge('D', 'G');
graph.addEdge('D', 'H');
graph.addEdge('B', 'E');
graph.addEdge('B', 'F');
graph.addEdge('E', 'I');
graph.printEdges();
console.log('BFS');
graph.BFS();
console.log('DFS');
graph.DFS();