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00017 #ifndef LEMON_BIN_HEAP_H
00018 #define LEMON_BIN_HEAP_H
00019
00024
00025 #include <vector>
00026 #include <utility>
00027 #include <functional>
00028
00029 namespace lemon {
00030
00033
00035
00040 template <typename Item, typename Prio, typename ItemIntMap,
00041 typename Compare = std::less<Prio> >
00042 class BinHeap {
00043
00044 public:
00045 typedef Item ItemType;
00046
00047 typedef Prio PrioType;
00048 typedef std::pair<ItemType,PrioType> PairType;
00049 typedef ItemIntMap ItemIntMapType;
00050 typedef Compare PrioCompare;
00051
00060
00061
00062 enum state_enum {
00063 IN_HEAP = 0,
00064 PRE_HEAP = -1,
00065 POST_HEAP = -2
00066 };
00067
00068 private:
00069 std::vector<PairType> data;
00070 Compare comp;
00071
00072 ItemIntMap &iim;
00073
00074 public:
00076 BinHeap(ItemIntMap &_iim) : iim(_iim) {}
00078 BinHeap(ItemIntMap &_iim, const Compare &_comp) : comp(_comp), iim(_iim) {}
00079
00080
00082 int size() const { return data.size(); }
00084 bool empty() const { return data.empty(); }
00085
00086 private:
00087 static int parent(int i) { return (i-1)/2; }
00088 static int second_child(int i) { return 2*i+2; }
00089 bool less(const PairType &p1, const PairType &p2) const {
00090 return comp(p1.second, p2.second);
00091 }
00092
00093 int bubble_up(int hole, PairType p);
00094 int bubble_down(int hole, PairType p, int length);
00095
00096 void move(const PairType &p, int i) {
00097 data[i] = p;
00098 iim.set(p.first, i);
00099 }
00100
00101 void rmidx(int h) {
00102 int n = data.size()-1;
00103 if( h>=0 && h<=n ) {
00104 iim.set(data[h].first, POST_HEAP);
00105 if ( h<n ) {
00106 bubble_down(h, data[n], n);
00107 }
00108 data.pop_back();
00109 }
00110 }
00111
00112 public:
00114 void push(const PairType &p) {
00115 int n = data.size();
00116 data.resize(n+1);
00117 bubble_up(n, p);
00118 }
00120 void push(const Item &i, const Prio &p) { push(PairType(i,p)); }
00121
00123 Item top() const {
00124 return data[0].first;
00125 }
00127 Prio prio() const {
00128 return data[0].second;
00129 }
00130
00132 void pop() {
00133 rmidx(0);
00134 }
00135
00137 void erase(const Item &i) {
00138 rmidx(iim[i]);
00139 }
00140
00142 Prio operator[](const Item &i) const {
00143 int idx = iim[i];
00144 return data[idx].second;
00145 }
00146
00148 void set(const Item &i, const Prio &p) {
00149 int idx = iim[i];
00150 if( idx < 0 ) {
00151 push(i,p);
00152 }
00153 else if( comp(p, data[idx].second) ) {
00154 bubble_up(idx, PairType(i,p));
00155 }
00156 else {
00157 bubble_down(idx, PairType(i,p), data.size());
00158 }
00159 }
00160
00162 void decrease(const Item &i, const Prio &p) {
00163 int idx = iim[i];
00164 bubble_up(idx, PairType(i,p));
00165 }
00167 void increase(const Item &i, const Prio &p) {
00168 int idx = iim[i];
00169 bubble_down(idx, PairType(i,p), data.size());
00170 }
00171
00173 state_enum state(const Item &i) const {
00174 int s = iim[i];
00175 if( s>=0 )
00176 s=0;
00177 return state_enum(s);
00178 }
00179
00180 };
00181
00182
00183 template <typename K, typename V, typename M, typename C>
00184 int BinHeap<K,V,M,C>::bubble_up(int hole, PairType p) {
00185 int par = parent(hole);
00186 while( hole>0 && less(p,data[par]) ) {
00187 move(data[par],hole);
00188 hole = par;
00189 par = parent(hole);
00190 }
00191 move(p, hole);
00192 return hole;
00193 }
00194
00195 template <typename K, typename V, typename M, typename C>
00196 int BinHeap<K,V,M,C>::bubble_down(int hole, PairType p, int length) {
00197 int child = second_child(hole);
00198 while(child < length) {
00199 if( less(data[child-1], data[child]) ) {
00200 --child;
00201 }
00202 if( !less(data[child], p) )
00203 goto ok;
00204 move(data[child], hole);
00205 hole = child;
00206 child = second_child(hole);
00207 }
00208 child--;
00209 if( child<length && less(data[child], p) ) {
00210 move(data[child], hole);
00211 hole=child;
00212 }
00213 ok:
00214 move(p, hole);
00215 return hole;
00216 }
00217
00219
00220 }
00221
00222 #endif // LEMON_BIN_HEAP_H