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マルチパラダイム時代におけるデータ構造 第19回 ー グラフとノード

 この記事は、「マルチパラダイム時代におけるデータ構造 第18回 ー ネットワークみたいなグラフ。」の続きです。前回は、新たにデータ構造のグラフを解説をしました。今回も引き続き、グラフを解説します。
 前回グラフを、値とその他の値で構成されていると解説しました。抽象化して考えるとそうなるのですが、グラフは値を直接考えるのではなく、ノートとして捉えます。どういうことなのかと言いますと、値はノードというものの中に入っていると考えます。ノードは値のつながりのようなものです。ちょっとわかりにくいですが、具体例を考えると分かると思います。
 例えばグラフの値を県とします。この場合、東京ノードの隣には、埼玉、神奈川などがあります。このように、「ノード」として考えると、神奈川の隣は静岡というふうに、可視化して考えられるようになります。つまり、他のデータ構造とは違い、注目するデータを変えられるのがグラフの特徴です。配列やコンセンスセルでは、個々のデータに注目するという考え方ではなく、全体像(データ全体)からとらえていました。その点、グラフを使用すると、東京→神奈川→静岡というふうに、注目するデータを変えつつ処理ができるようになります。
 簡潔に実装すると次のようになります・・・

using System;

namespace DataStructure
{
    //ネットワーク形状のデータ構造グラフ。
    public class Graph<T> : IDataFreeManager<T>
    {
        //このノードが持つ値。
        private T _value;
        public T Value
        {
            get { return this._value; }
            private set { this._value = value; }
        }

        //繋がっているノード。
        private IDataFreeManager<Graph<T>> _elemets;
        public IDataFreeManager<Graph<T>> Node
        {
            get { return this._elemets; }
        }

        //繋がっていノードの数。
        public int Count
        {
            get { return this._elemets.Count; }
        }

        //ノードの値を指定してインスタンスを生成する。
        public Graph( T value )
        {
            this.Value = value;
            this._elemets = new ConsCell<Graph<T>>();
        }

        //繋がってるノードの値を選択する。
        public T Select( )
        {
            return this._elemets.Select().Value;
        }

        //任意の位置にある繋がってるノードの値を選択する。
        public T Select( int index )
        {
            return this._elemets.Select( index ).Value;
        }

        //新しいノードを発生させる。
        public void Insert( T value )
        {
            this._elemets.Insert(
                    new Graph<T>( value ) );
        }

        //任意の位置へ新しいノードを発生させる。
        public void Insert( T value, int index )
        {
            this._elemets.Insert(
                   new Graph<T>( value ),
                   index );
        }

        //任意の位置の隣接ノードの値を変更する。
        public void Update( T newValue, int index )
        {
            Graph<T> target = this._elemets.Select( index );
            target.Value = newValue;
            this._elemets.Update( target, index );
        }

        //隣接ノードを消滅する。
        public void Delete( )
        {
            this._elemets.Delete();
        }

        //任意の位置の隣接ノードを消滅する。
        public void Delete( int index )
        {
            this._elemets.Delete( index );
        }
    }
}

値を直接扱うのではなく、ノードとして扱う点に注意すれば実装できます。ただし、隣接しているノードがない場合が考慮されていないのでテストはちょっとだけ修正する必要があります。

//隣接しているノードがないと例外が発生する
try {
    if ( zeroTarget.Select( oneindex ).Equals( two ) )
        throw new TestException(
            testName,
            "任意の位置にあるデータを正常に消滅できていません。"
            + Environment.NewLine +
            "Delete(int)メソッドを確認してください。" );
} catch { }

 インタフェース指向プログラミングなので、あっさりしすぎてグラフの強力さがわかりにくいと思いますが、任意のデータを基準にして処理ができるという点は非常に有用です。データの繋がりが重要な処理や、データの移り変わりに注目して処理したい場合、グラフは非常に強力なツールとなります。今はまだ有用性がわからないかもしれませんが、真面目にプログラミングをしていれば近いうちにわかると思います。続く...
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