Rの関数:cell2nb {spdep}

# cell2nb自体はデータフレームを必要としませんが、
# 可視化のために各セルの中心座標を作成します。

rows <- 5
cols <- 5
n_cells <- rows * cols

# グリッドの座標を作成 (1:5 の範囲で xy座標を生成)
# spdepの並び順に合わせて座標を生成します (左上から右下へ、あるいは左下から右上へ)
# 通常、cell2nbは行(row)優先でIDを振りますが、可視化の際はexpand.gridで対応します
coords <- expand.grid(x = 1:cols, y = rows:1) # yは上から下へ描画されるよう反転

cat("--- 作成したグリッド座標の構造を確認 ---\n")
print(str(coords))

# (A) Rook型 (上下左右)
nb_rook <- cell2nb(nrow = rows, ncol = cols, type = "rook")

# (B) Queen型 (上下左右 + 斜め)
nb_queen <- cell2nb(nrow = rows, ncol = cols, type = "queen")

# (C) Rook型 + トーラス構造 (端同士がつながる)
nb_torus <- cell2nb(nrow = rows, ncol = cols, type = "rook", torus = TRUE)

cat("--- (A) Rook型 (上下左右) ---\n")
nb_rook

cat("\n---  (B) Queen型 (上下左右 + 斜め) ---\n")
nb_queen

cat("\n---  (C) Rook型 + トーラス構造 (端同士がつながる) ---\n")
nb_torus

cat("----------------------------------------------------------------\n")
cat("【近傍定義によるリンク数の比較】\n")
cat(sprintf("グリッドサイズ: %d 行 x %d 列 (全 %d セル)\n", rows, cols, n_cells))
cat("----------------------------------------------------------------\n")

# 各近傍定義における総リンク数（双方向）を表示
# card() 関数は各領域の近傍数を返します。その総和がリンクの総数（片方向）です。
cat(sprintf("(A) Rook型 (上下左右) の総リンク数: %d\n", sum(card(nb_rook))))
cat(sprintf("(B) Queen型 (全8方向) の総リンク数: %d\n", sum(card(nb_queen))))
cat(sprintf("(C) Rook型 (トーラス) の総リンク数: %d\n", sum(card(nb_torus))))

cat("\n----------------------------------------------------------------\n")
cat("【中心セルと角セルの近傍数】\n")
cat("----------------------------------------------------------------\n")

# 中心セル（ID: 13, 座標(3,3)付近）と 角セル（ID: 1, 左上）の近傍数を確認
center_id <- 13
corner_id <- 1

cat(sprintf("中心セル(ID=%d) の近傍数:\n", center_id))
cat(sprintf("  Rook : %d (上下左右)\n", card(nb_rook)[center_id]))
cat(sprintf("  Queen: %d (斜め含む)\n", card(nb_queen)[center_id]))
cat(sprintf("  Torus: %d\n", card(nb_torus)[center_id]))

cat(sprintf("\n角セル(ID=%d) の近傍数:\n", corner_id))
cat(sprintf("  Rook : %d (端なので2方向のみ)\n", card(nb_rook)[corner_id]))
cat(sprintf("  Queen: %d (端なので3方向のみ)\n", card(nb_queen)[corner_id]))
cat(sprintf("  Torus: %d (端がつながるため4方向)\n", card(nb_torus)[corner_id]))

# 左上の角にあるセル（ID: 1）の隣接状況を確認

cat("----------------------------------------------------------------\n")
cat("【左上角セル (ID=1) の隣接リスト確認】\n")
cat("----------------------------------------------------------------\n")

# (A) 通常のRook
# 端なので、右(2)と下(6)の2つだけ
cat("(A) Rook型 の隣接ID:\n")
print(nb_rook[[1]])

# (C) Rook + Torus型
# 右(2)と下(6)に加え、
# 左につながる「右端(5)」と、上につながる「下端(21)」が含まれています
cat("\n(C) Rook + Torus型 の隣接ID:\n")
print(nb_torus[[1]])

cat("----------------------------------------------------------------\n")
cat("Torus型では、ID:1 の隣接に '5' (右端) と '21' (下端) が追加されています。\n")
cat("この '1' と '5' を結ぶ線が、1-2-3-4-5 のグリッド線と重なって描画されています。\n")
cat("----------------------------------------------------------------\n")