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若有 Alogorithm class 是否就不必 graphEx?

ChatGPT 說:

是的,如果你的專案中已經有官方要求的 Algorithms 類別(例如 Algorithms.partitionGraph(Graph g, int numberOfPartitions)),那麼就不一定需要額外建立 GraphEx 類別。

根據 MP2 文件說明,Algorithms 類是專門設計來放各種與圖運算有關的靜態演算法的地方,例如:

  • partitionGraph 用來根據距離與鄰近條件分割圖;
  • 它必須回傳分割後的子圖集合(induced subgraphs)MP2-Operations and Applications…。

✅ 若已有 Algorithms 類,建議的設計策略

你可以把所有「不屬於圖本身結構、但要操作圖的演算法」都集中到 Algorithms 類中:

public final class Algorithms {

    private Algorithms() { }

    public static <V extends Vertex, E extends Edge<V>>
    List<V> minimumCostPath(Graph<V,E> g, V s, V t, PathCostType type) { ... }

    public static <V extends Vertex, E extends Edge<V>>
    double pathCost(Graph<V,E> g, List<V> path, PathCostType type) { ... }

    public static <V extends Vertex, E extends Edge<V>>
    double diameter(Graph<V,E> g, PathCostType type) { ... }

    public static <V extends Vertex, E extends Edge<V>>
    V center(Graph<V,E> g, PathCostType type) { ... }

    public static <V extends Vertex, E extends Edge<V>>
    List<Graph<V,E>> partitionGraph(Graph<V,E> g, int k) { ... }
}

📘 何時仍建議保留 GraphEx

若你的 Algorithms 類已經很大、或被規範為只實作 Task 5(partitionGraph),
而你又想將 Task 3、4 的路徑與中心計算抽離共用邏輯,
那麼可以讓 GraphEx 作為內部工具層

  • GraphEx 專注於「核心演算法」(Dijkstra、BFS、components)。
  • Algorithms 只是一個公開 API,內部呼叫 GraphEx

範例:

public static <V extends Vertex, E extends Edge<V>>
List<Graph<V,E>> partitionGraph(Graph<V,E> g, int k) {
    return GraphEx.inducedSubgraphs(g, GraphEx.computePartitions(g, k));
}

🧭 總結

  • 只有 Algorithms 一個類別也可以完成所有工作,不必強制再建 GraphEx
  • 🧩 但若你希望程式結構更清晰、演算法可重用(例如 minimumCostPathgetDiameter 會被多個類共用),
    就可保留 GraphEx 作為內部輔助類。
  • ⚠️ 無論哪種方式,記得不要改動 Graph.java / Vertex.java / Edge.javaMP2-Operations and Applications…。

資料來源

你說:

沒有 add 如何建立 AdjacencyMatrixGraph

ChatGPT 說:

根據 MP2 任務文件的說明,AdjacencyMatrixGraph 被設計成「不可變圖(immutable graph)」——也就是說它沒有 addVertex()addEdge() 方法,而是必須在建構時(constructor)一次性建立好整張圖MP2-Operations and Applications…。


✅ 正確建立方式

在沒有 add 方法的情況下,最合理的做法是讓 AdjacencyMatrixGraph 具備一個建構子或靜態工廠方法,直接從:

  1. 頂點集合邊集合
  2. 或者從 另一個已經構建好的 Graph 物件

建立矩陣結構。

範例:

public final class AdjacencyMatrixGraph<V extends Vertex, E extends Edge<V>>
        implements Graph<V, E> {

    private final List<V> vertices;
    private final double[][] matrix;

    /** 建構一個不可變的圖 */
    public AdjacencyMatrixGraph(Set<V> vertices, Set<E> edges) {
        this.vertices = List.copyOf(vertices);
        int n = this.vertices.size();
        this.matrix = new double[n][n];

        // 初始化為無限距離
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            Arrays.fill(matrix[i], Double.POSITIVE_INFINITY);
            matrix[i][i] = 0;
        }

        // 填入邊權重
        for (E edge : edges) {
            int i = this.vertices.indexOf(edge.v1());
            int j = this.vertices.indexOf(edge.v2());
            double w = edge.length();
            matrix[i][j] = w;
            matrix[j][i] = w; // 無向圖
        }
    }

    /** 從另一個 Graph 複製為矩陣型 */
    public static <V extends Vertex, E extends Edge<V>>
    AdjacencyMatrixGraph<V, E> fromGraph(Graph<V, E> g) {
        return new AdjacencyMatrixGraph<>(g.getVertices(), g.getEdges());
    }
}

🧩 實作要點

  • AdjacencyMatrixGraph 只需提供觀察方法(getEdge(v1, v2), hasVertex(v), edgeLength(v1, v2) 等)。

  • 若要產生誘導子圖(induced subgraph),可用靜態方法:

    public AdjacencyMatrixGraph inducedSubgraph(Set subset)

    它會從原矩陣中抽取對應頂點與邊生成新圖。


🚫 不建議的作法

不要嘗試讓矩陣版圖支援 addremove

  • 這會破壞「不可變」的設計原則;
  • 並違反 MP2 的任務說明,明確指出「mutators 只適用於 AdjacencyListGraph」MP2-Operations and Applications…。

🔚 總結

若沒有 addVertex/addEdge,請在建構子中一次性接收 Set<V>Set<E> 或用 fromGraph() 轉換方式建立。
這樣符合 MP2 的「AdjacencyMatrixGraph 為不可變圖」規範,且能正確參與 Task 3–5 的演算法運算。

最後修改日期: 2025 年 11 月 13 日

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