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マルチパラダイム時代におけるデータ構造 第20回 ー 閉じている?閉じていない?それが問題だ

 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19回 ー グラフとノード」の続きです。前回はグラフの概要を解説しました。今回はグラフ特有の事柄について解説します。
 グラフには閉路という概念があります。簡潔にいうと閉路とは、リング状になったグラフの事です。例えば、0→1→2→0のグラフがある場合、これは閉路であり、「このグラフは閉じている」と表現します。
 では早速、この特徴を実装してみましょう。まずはテストを準備します・・・

using System;
using DataStructure;

namespace Test
{
    class GraphTest<T> : IDataFreeManagerTest<T>
    {
        //指定したデータが選択可能か否か判定する。
        protected override bool CanSelect(
            IDataManager<T> target,
            int count,
            T value )
        {
            bool result = false;
            var temp = ( Graph<T> ) target;
            if ( temp.Count == 0 ) return false;
            try {
                T returnValue = temp.Select( count - 1 );
                result = returnValue.Equals( value );
            } catch ( IndexOutOfRangeException ) {
            }
            return result;
        }

        //グラフが閉じている場合のテスト。
        private void GraphHasClosedTest( )
        {
            int init = 0;
            int value = init;
            Graph<int> g = new Graph<int>( value++ );
            g.Insert( value++ );
            g.GetNode( 0 ).Insert( value++ );
            g.GetNode( 0 ).GetNode( 0 ).Insert( init );
            if ( !g.HasClosed )
                throw new TestException(
                    "GraphHasClosedTest",
                    "閉じているグラフを判別できませんでした。" );
        }

        //グラフが閉じていない場合のテスト。
        private void GraphHasNotClosedTest( )
        {
            int init = 0;
            int value = init;
            Graph<int> g = new Graph<int>( value++ );
            g.Insert( value++ );
            g.GetNode( 0 ).Insert( value++ );
            g.GetNode( 0 ).GetNode( 0 ).Insert( value++ );
            if ( g.HasClosed )
                throw new TestException(
                    "GraphHasClosedTest",
                    "閉じていないグラフを判別できませんでした。" );
        }

        //全てのテストを実行する。
        public void AllTestExecute(
            Func<Graph<T>> initFunc,
            T one,
            T two,
            T selectRightValue )
        {
            this.OneDataLifeCycleTest( initFunc(), one );
            this.TwoDataLifeCycleTest( initFunc(), one, two );
            this.OneDataLifeCycleToIndexTest( initFunc(), one );
            this.TwoDataLifeCycleToIndexTest( initFunc(), one, two );
            this.GraphHasClosedTest();
            this.GraphHasNotClosedTest();
        }
    }
}

このGraphHasClosedTestとGraphHasNotClosedTestをパスすればOKです。一度自分で考えてみてください。
 最も簡単な実装例を掲載します・・・

using System;
using System.Text;

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>
    {
        //関係がない部分は省略・・・

        //指定した位置にある隣接ノードを取得する。
        public Graph<T> GetNode( int index )
        {
            return this._elemets.Select( index );
        }

        //指定した要素が存在するか否かを表す。
        public bool Contains( T target )
        {
            if ( this.Value.Equals( target ) )
                return true;
            if ( this.NodeSearch( target ) )
                return true;
            return false;
        }

        //隣接ノード内に対象値があるか検索する。
        private bool NodeSearch( T target )
        {
            for ( int i = 0 ; i < this.Count; ++i ) {
                Graph<T> g = this.Node.Select( i );
                if ( g.Contains( target ) )
                    return true;
            }
            return false;
        }

        //グラフが閉じているか否かを表す。
        public bool HasClosed
        {
            get 
            {
                return this.NodeSearch( this.Value );
            }
        }
    }
}

グラフはグラフを含むので、NodeSearchメソッドとContainsメソッドは相互再帰しています。これで一応テストはパスします。
 なぜこのような事を気にするのかというと、閉じていないグラフは、他のデータ構造になるからです。それはどのようなデータ構造なのか?次回へ続く...
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