Hashiryo's Library

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:question: グラフ (src/Graph/Graph.hpp)

使い方

構築例

int n,m;cin>>n>>m; // n: 頂点数, m: 辺数
Graph g(n,m);
for(int i=0;i<m;++i)cin>>g[i],--g[i];
auto adj = g.adjecency_vertex(0); // 無向グラフ
// auto adj = g.adjecency_vertex(1); // 有向グラフ

グラフ探索例

for(int v=0;v<n;++v)
 for(int u: adj[v]){
  /* do something */
 }

Edge クラス

pair<int,int> を継承
辺 $e=(s,d)$ を表すクラス．
first で始点，second で終点を表現する.

メンバ関数 概要
to(u) 端点のうち頂点 $u$ でない方を返す.
operator--() 辺の端点をデクリメント. (1-index の入力をスムーズに 0-indexにするために用意).
その他関数 概要
operator<(Edge e1, Edge e2) 辞書順比較．
operator>>(istream& is,Edge &e) s d のフォーマットの入力に対応.

Graph クラス

vector<Edge> を継承.
辺の配列の役割を担ったクラス.

メンバ変数 概要
n 頂点数を意味する．
メンバ関数 概要
Graph(n=0,m=0) コンストラクタ．頂点の数 $n$ と 辺の数 $m$ を渡す．
辺はすべて $(0,0)$ で初期化．
vertex_size() 頂点の数を返す．
edge_size() 辺の数を返す．
add_vertex() 内部で頂点を 1 つ増やし，その頂点番号を返す．
add_edge(Edge e)
add_edge(s,d) 		辺 $e=(s,d)$ を追加し，その辺の番号を返す．
adjacency_vertex(dir) 頂点 → 頂点の隣接リストを返す.
引数が正なら有向グラフ.
引数が $0$ なら無向グラフ．
引数が負なら逆向きの有向グラフ.
返り値はCSRArray<int> クラス．
辺番号でソートされている．
adjacency_edge(dir) 頂点 → 辺番号の隣接リストを返す.
引数が正なら有向グラフ.
引数が $0$ なら無向グラフ．
引数が負なら逆向きの有向グラフ.
返り値はCSRArray<int> クラス．
辺番号はソートされている．

参考

https://nachiavivias.github.io/cp-library/cpp/graph/graph.html

Depends on

Required by

Verified with

Code

#pragma once
#include "src/Internal/ListRange.hpp"
struct Edge: std::pair<int, int> {
 using std::pair<int, int>::pair;
 Edge &operator--() { return --first, --second, *this; }
 int to(int v) const { return first ^ second ^ v; }
 friend std::istream &operator>>(std::istream &is, Edge &e) { return is >> e.first >> e.second, is; }
};
struct Graph: std::vector<Edge> {
 size_t n;
 Graph(size_t n= 0, size_t m= 0): vector(m), n(n) {}
 size_t vertex_size() const { return n; }
 size_t edge_size() const { return size(); }
 size_t add_vertex() { return n++; }
 size_t add_edge(int s, int d) { return emplace_back(s, d), size() - 1; }
 size_t add_edge(Edge e) { return emplace_back(e), size() - 1; }
#define _ADJ_FOR(a, b) \
 for (auto [u, v]: *this) a; \
 for (size_t i= 0; i < n; ++i) p[i + 1]+= p[i]; \
 for (int i= size(); i--;) { \
  auto [u, v]= (*this)[i]; \
  b; \
 }
#define _ADJ(a, b) \
 vector<int> p(n + 1), c(size() << !dir); \
 if (!dir) { \
  _ADJ_FOR((++p[u], ++p[v]), (c[--p[u]]= a, c[--p[v]]= b)) \
 } else if (dir > 0) { \
  _ADJ_FOR(++p[u], c[--p[u]]= a) \
 } else { \
  _ADJ_FOR(++p[v], c[--p[v]]= b) \
 } \
 return {c, p}
 CSRArray<int> adjacency_vertex(int dir) const { _ADJ(v, u); }
 CSRArray<int> adjacency_edge(int dir) const { _ADJ(i, i); }
#undef _ADJ
#undef _ADJ_FOR
};
#line 2 "src/Internal/ListRange.hpp"
#include <vector>
#include <iostream>
#include <iterator>
#include <type_traits>
#define _LR(name, IT, CT) \
 template <class T> struct name { \
  using Iterator= typename std::vector<T>::IT; \
  Iterator bg, ed; \
  Iterator begin() const { return bg; } \
  Iterator end() const { return ed; } \
  size_t size() const { return std::distance(bg, ed); } \
  CT &operator[](int i) const { return bg[i]; } \
 }
_LR(ListRange, iterator, T);
_LR(ConstListRange, const_iterator, const T);
#undef _LR
template <class T> struct CSRArray {
 std::vector<T> dat;
 std::vector<int> p;
 size_t size() const { return p.size() - 1; }
 ListRange<T> operator[](int i) { return {dat.begin() + p[i], dat.begin() + p[i + 1]}; }
 ConstListRange<T> operator[](int i) const { return {dat.cbegin() + p[i], dat.cbegin() + p[i + 1]}; }
};
template <template <class> class F, class T> std::enable_if_t<std::disjunction_v<std::is_same<F<T>, ListRange<T>>, std::is_same<F<T>, ConstListRange<T>>, std::is_same<F<T>, CSRArray<T>>>, std::ostream &> operator<<(std::ostream &os, const F<T> &r) {
 os << '[';
 for (int _= 0, __= r.size(); _ < __; ++_) os << (_ ? ", " : "") << r[_];
 return os << ']';
}
#line 3 "src/Graph/Graph.hpp"
struct Edge: std::pair<int, int> {
 using std::pair<int, int>::pair;
 Edge &operator--() { return --first, --second, *this; }
 int to(int v) const { return first ^ second ^ v; }
 friend std::istream &operator>>(std::istream &is, Edge &e) { return is >> e.first >> e.second, is; }
};
struct Graph: std::vector<Edge> {
 size_t n;
 Graph(size_t n= 0, size_t m= 0): vector(m), n(n) {}
 size_t vertex_size() const { return n; }
 size_t edge_size() const { return size(); }
 size_t add_vertex() { return n++; }
 size_t add_edge(int s, int d) { return emplace_back(s, d), size() - 1; }
 size_t add_edge(Edge e) { return emplace_back(e), size() - 1; }
#define _ADJ_FOR(a, b) \
 for (auto [u, v]: *this) a; \
 for (size_t i= 0; i < n; ++i) p[i + 1]+= p[i]; \
 for (int i= size(); i--;) { \
  auto [u, v]= (*this)[i]; \
  b; \
 }
#define _ADJ(a, b) \
 vector<int> p(n + 1), c(size() << !dir); \
 if (!dir) { \
  _ADJ_FOR((++p[u], ++p[v]), (c[--p[u]]= a, c[--p[v]]= b)) \
 } else if (dir > 0) { \
  _ADJ_FOR(++p[u], c[--p[u]]= a) \
 } else { \
  _ADJ_FOR(++p[v], c[--p[v]]= b) \
 } \
 return {c, p}
 CSRArray<int> adjacency_vertex(int dir) const { _ADJ(v, u); }
 CSRArray<int> adjacency_edge(int dir) const { _ADJ(i, i); }
#undef _ADJ
#undef _ADJ_FOR
};
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