/// <summary>Создает случайный граф</summary>
/// <param name="elements">Количество элементов</param>
/// <returns>Созданный граф</returns>
private static Graph CreateRandomGraph(int elements = ELEMENTS)
{
Graph newGraph = new Graph();
//Добавляем в граф вершины
for (int i = 0; i < elements; i++)
{
newGraph.AddNode(i);
}
GraphPrinter.CreateGraphInfo(newGraph);
//Добавляем связи между вершинами
for (int i = 0; i < elements; i++)
{
for (int j = 0; j < rnd.Next(1) + 2; j++)
{
bool isGenerated = false;
while (!isGenerated)
{
int toNode = rnd.Next(elements);
if (toNode != i)
{
isGenerated = newGraph.AddEdge(i, toNode, rnd.Next(MAX_WEIGHT));
}
if (newGraph.Nodes[i].Edges.Count >= 2)
{
isGenerated = true;
}
}
}
}
return(newGraph);
}
/// <summary>
/// Поиск (обход) графа в глубину
/// </summary>
/// <param name="id">Искомое значение</param>
/// <returns>true, если вершина с таким значением есть в графе</returns>
public bool DFS(int id)
{
GraphPrinter.ClearText();//Очищаем текстовый буфер печатальщика
bool isFound = DFS(id, this.Nodes[0]);
ColorPrint("Поиск завершен");
Console.WriteLine();
return(isFound);
}
/// <summary>Вывод дерева на экран с раскраской вершин
/// Используется для визуализации алгоритмов обхода графа</summary>
/// <param name="line">Строка идущая в текстовый буфер</param>
private void ColorPrint(string line = null)
{
Console.Clear();
if (line != null)
{
GraphPrinter.AddText(line);
}
GraphPrinter.Print(this, false);
System.Threading.Thread.Sleep(Delay);//небольшая задержка для наглядности работы алгоритма
}
/// <summary>
/// Поиск (обход) графа в ширину
/// </summary>
/// <param name="id">Искомое значение</param>
/// <returns>true, если вершина с таким значением есть в графе</returns>
public bool BFS(int id)
{
GraphPrinter.ClearText(); //Очищаем текстовый буфер печатальщика
Queue <Node> bufer = new Queue <Node>(); //Сюда будут заносится вершины для последующей проверки
bufer.Enqueue(this.Nodes[0]); //Обход начинаем с 0-й вершины
bool isFound = false;
//Повторяем до тех пор пока не найдем или пока не кончатся вершины
while (bufer.Count != 0 && !isFound)
{
Node element = bufer.Dequeue();//Достаем элемент из очереди
if (element.ID == id)
{
isFound = true; //Если это нужны элемент то радуемся
}
//Выставляем флаг проверки того, что элемент обрабатывается или найден
//ПУРПУРНЫЙ - элемент в процессе обработки
//ЗЕЛЕНЫЙ - элемент обработан и совпадает с искомым значением
element.State = isFound ? Node.Status.founded : Node.Status.in_process;
ColorPrint($"Проверяемая вершина: {element.ID}");
if (!isFound)//Если не нашли значение то добавляем сопряженные вершины в очередь на проверку
{
foreach (Edge edge in element.Edges)
{
if (edge.ConnectedNode.State == Node.Status.not_processed)
{
//ЖЕЛТЫЙ - элемент помещается в очередь для последующей обработки
edge.ConnectedNode.State = Node.Status.marked_to_process;
bufer.Enqueue(edge.ConnectedNode);
ColorPrint($"Вершина {edge.ConnectedNode.ID} идет в очередь");
}
}
//КРАСНЫЙ - элемент обработан
element.State = Node.Status.processed;
}
}
ColorPrint("Поиск завершен");
Console.WriteLine();
return(isFound);
}
/// <summary>Меню передвижения вершины</summary>
/// <param name="graph">Граф</param>
/// <param name="menu">Содержание меню</param>
private static void MoveMenu(Graph graph, string[] menu)
{
string menuMessage = MenuMessage(menu);
int id = NumberInput(messages[Messages.EnterNumber], 0, graph.Count - 1, false);
graph.FindNode(id).State = Node.Status.marked_to_process;
Print(graph, false);
bool isExit = false;
while (!isExit)
{
int input = NumberInput(menuMessage, 0, menu.Length - 1);
switch (input)
{
case 1: //Left
GraphPrinter.MoveNode(id, -1, 0);
break;
case 2: //Right
GraphPrinter.MoveNode(id, 1, 0);
break;
case 3: //Down
GraphPrinter.MoveNode(id, 0, 1);
break;
case 4: //Up
GraphPrinter.MoveNode(id, 0, -1);
break;
case 5: //change node
Print(graph);
id = NumberInput(messages[Messages.EnterNumber], 0, graph.Count - 1, false);
graph.FindNode(id).State = Node.Status.marked_to_process;
break;
case 0: //exit
isExit = true;
break;
}
Console.Clear();
Print(graph, false);
}
}
/// <summary>Создает заранее зарадкоженый граф (для наглядности ДЗ)</summary>
/// <returns>Созданный граф</returns>
private static Graph CreatePredefinedGraph()
{
const int ELEMENTS_PREDEF = 15;
Graph newGraph = new Graph();
//Добавляем в граф вершины
for (int i = 0; i < ELEMENTS_PREDEF; i++)
{
newGraph.AddNode(i);
}
//Предварительное создание массива координат вершин
GraphPrinter.CreateGraphInfo(newGraph);
//Расставляем вершины так как нам нужно
int[,] coords =
{
{ 32, 0 }, { 16, 3 }, { 32, 4 }, { 48, 2 }, { 6, 7 }, { 24, 7 }, { 36, 8 }, { 54, 7 },
{ 7, 11 }, { 22, 12 }, { 36, 12 }, { 54, 12 }, { 18, 15 }, { 30, 15 }, { 34, 19 }
};
for (int i = 0; i < ELEMENTS_PREDEF; i++)
{
GraphPrinter.MoveNode(i, coords[i, 0], coords[i, 1], false);
}
//Добавляем ребра
int[,] edges =
{
{ 0, 1 }, { 0, 2 }, { 0, 3 }, { 1, 4 }, { 1, 5 }, { 2, 6 }, { 3, 6 }, { 3, 7 },
{ 4, 8 }, { 5, 9 }, { 5, 10 }, { 6, 10 }, { 6, 11 }, { 7, 11 }, { 8, 9 }, { 8, 12 },
{ 9, 13 }, { 10, 13 }, { 11, 14 }, { 13, 14 }, { 12, 14 }
};
for (int i = 0; i < edges.Length / 2; i++)
{
newGraph.AddEdge(edges[i, 0], edges[i, 1], rnd.Next(MAX_WEIGHT));
}
return(newGraph);
}
/// <summary>Меню работы с графом</summary>
/// <param name="graph">Граф</param>
/// <param name="menu">Содержание меню</param>
private static Graph GraphMenu(Graph graph, string[] menu)
{
string menuMessage = MenuMessage(menu);
Print(graph);
bool isExit = false;
while (!isExit)
{
int input = NumberInput(menuMessage, 0, menu.Length - 1);
switch (input)
{
case 1: //add edge between two nodes
Print(graph);
int firstID = NumberInput(messages[Messages.EnterNumber], 0, graph.Count - 1, false);
int secondID = NumberInput(messages[Messages.EnterNumber], 0, graph.Count - 1, false);
int weight = NumberInput(messages[Messages.EnterNumber], 0, MAX_WEIGHT - 1, false);
graph.AddEdge(firstID, secondID, weight);
Print(graph);
break;
case 2: //add edge between two nodes
Print(graph);
firstID = NumberInput(messages[Messages.EnterNumber], 0, graph.Count - 1, false);
secondID = NumberInput(messages[Messages.EnterNumber], 0, graph.Count - 1, false);
graph.RemoveEdge(firstID, secondID);
Print(graph);
break;
case 3: //change two nodes
Print(graph);
firstID = NumberInput(messages[Messages.EnterNumber], 0, graph.Count - 1, false);
secondID = NumberInput(messages[Messages.EnterNumber], 0, graph.Count - 1, false);
GraphPrinter.ChangeTwoNodes(firstID, secondID);
Print(graph);
break;
case 4: //move one node
Print(graph);
MoveMenu(graph, moveMenu);
break;
case 5: //create random graph
Print(graph);
graph = CreateGraph(true, elements);
break;
case 6: //return to default graph
Print(graph);
graph = CreateGraph(false);
break;
case 0: //exit
isExit = true;
break;
}
Console.Clear();
Print(graph);
}
return(graph);
}
/// <summary>Вызов печати графаы</summary>
/// <param name="graph"></param>
/// <param name="isColorsClear"></param>
private static void Print(Graph graph, bool isColorsClear = true)
{
Console.Clear();
GraphPrinter.ClearText();
GraphPrinter.Print(graph, isColorsClear);
}
