| [302] | 1 | // -*-mode: c++; -*- | 
|---|
|  | 2 | #ifndef _BFS_H_ | 
|---|
|  | 3 | #define _BFS_H_ | 
|---|
|  | 4 |  | 
|---|
|  | 5 | #include <queue> | 
|---|
|  | 6 | #include <graph.h> | 
|---|
|  | 7 |  | 
|---|
|  | 8 | namespace NEGRO | 
|---|
|  | 9 | { | 
|---|
|  | 10 | using namespace std; | 
|---|
|  | 11 |  | 
|---|
|  | 12 | //   template <typename G,typename> class bfs_T | 
|---|
|  | 13 | //   { | 
|---|
|  | 14 | //     typedef G Graph; | 
|---|
|  | 15 | //     typedef Graph::OutEdgeIterator EdgeIterator; //Ez kell | 
|---|
|  | 16 | //     typedef Graph::NodeIterator NodeIterator; | 
|---|
|  | 17 |  | 
|---|
|  | 18 | //     class bfs_node_D | 
|---|
|  | 19 | //     { | 
|---|
|  | 20 | //       EdgeIterator Tree; | 
|---|
|  | 21 | //       int Dist; | 
|---|
|  | 22 | //       int Priority; | 
|---|
|  | 23 | //     } | 
|---|
|  | 24 | //   } | 
|---|
|  | 25 |  | 
|---|
|  | 26 |  | 
|---|
|  | 27 | //     //    template <bfs_T<G>> | 
|---|
|  | 28 | //     //    void bfs(bfs_T::Graph &G,const bfs_T::NodeIterator &start_node,const &maps) | 
|---|
|  | 29 |  | 
|---|
|  | 30 |  | 
|---|
|  | 31 |  | 
|---|
|  | 32 | //   template <class G> | 
|---|
|  | 33 | //   class bfs_maps_T | 
|---|
|  | 34 | //   { | 
|---|
|  | 35 | //     typedef visited; //node->bool (RW) | 
|---|
|  | 36 | //     typedef tree;    //node->EdgeIterator (W) | 
|---|
|  | 37 | //     typedef dist;   //node->int (W) | 
|---|
|  | 38 | //     typedef priority; //node->int (W) | 
|---|
|  | 39 | //   }; | 
|---|
|  | 40 |  | 
|---|
|  | 41 |  | 
|---|
|  | 42 | //   Nem jo! Osszeakad a masik Put-tal | 
|---|
|  | 43 | //   class do_nothing_map {}; | 
|---|
|  | 44 | //   template <typename V,typename T> | 
|---|
|  | 45 | //   void Put(const do_nothing_map &p,const V &v,const T &t) {} | 
|---|
|  | 46 |  | 
|---|
|  | 47 | struct do_nothing_map { | 
|---|
|  | 48 | template <typename V,typename T> static void Put(V v,T t) {} | 
|---|
|  | 49 | template <typename G> void SetG(G &g) {} | 
|---|
|  | 50 | }; | 
|---|
|  | 51 |  | 
|---|
|  | 52 |  | 
|---|
|  | 53 | template <typename I,typename C, typename T, T C::*M> | 
|---|
|  | 54 | class class_element_map { | 
|---|
|  | 55 | public: | 
|---|
|  | 56 | typedef T value_type; | 
|---|
|  | 57 | static void Put(const I &i, const T &t) {(*i).*M=t;} | 
|---|
|  | 58 | static T Get(const I i) {return (*i).*M;} | 
|---|
|  | 59 | T &operator[](I i) {return (*i).*M;} | 
|---|
|  | 60 | }; | 
|---|
|  | 61 |  | 
|---|
|  | 62 | /* | 
|---|
|  | 63 | template <typename C,typename I,typename T, T C::*M> | 
|---|
|  | 64 | void Put(class_element_map<C,T,M> p,I i, T t) | 
|---|
|  | 65 | { | 
|---|
|  | 66 | i->*M=t; | 
|---|
|  | 67 | }; | 
|---|
|  | 68 | */ | 
|---|
|  | 69 |  | 
|---|
|  | 70 | template <typename P,typename I,typename T> | 
|---|
|  | 71 | inline void Put(P &p,const I &i, const T &t) | 
|---|
|  | 72 | { | 
|---|
|  | 73 | p.Put(i,t); | 
|---|
|  | 74 | }; | 
|---|
|  | 75 | template <typename P,typename I> | 
|---|
|  | 76 | inline typename P::value_type Get(const P &p,const I &i) | 
|---|
|  | 77 | { | 
|---|
|  | 78 | return p.Get(i); | 
|---|
|  | 79 | }; | 
|---|
|  | 80 |  | 
|---|
|  | 81 | /* | 
|---|
|  | 82 | template <typename G,typename T, typename G::EdgeType::*M> | 
|---|
|  | 83 | T Get(edge_element_map p,G::EdgeIterator i) | 
|---|
|  | 84 | { | 
|---|
|  | 85 | return i->*M; | 
|---|
|  | 86 | }; | 
|---|
|  | 87 | */ | 
|---|
|  | 88 |  | 
|---|
|  | 89 | /* | 
|---|
|  | 90 | template <class G> | 
|---|
|  | 91 | class default_bfs_maps | 
|---|
|  | 92 | { | 
|---|
|  | 93 | public: | 
|---|
|  | 94 | typedef typename G::NodeType NodeType; | 
|---|
|  | 95 |  | 
|---|
|  | 96 | class_element_map<typename G::NodeIterator, | 
|---|
|  | 97 | typename G::NodeType, | 
|---|
|  | 98 | bool,&NodeType::isVis> visited; //node->bool (RW) | 
|---|
|  | 99 | do_nothing_map tree;   //node->EdgeIterator (W) | 
|---|
|  | 100 | do_nothing_map dist;   //node->int (W) | 
|---|
|  | 101 | do_nothing_map priority; //node->int (W) | 
|---|
|  | 102 | }; | 
|---|
|  | 103 | */ | 
|---|
|  | 104 |  | 
|---|
|  | 105 | template<class G> | 
|---|
|  | 106 | struct bfs_node_data | 
|---|
|  | 107 | { | 
|---|
|  | 108 | bool visited; | 
|---|
|  | 109 | typename G::EdgeIterator tree; | 
|---|
|  | 110 | int dist; | 
|---|
|  | 111 | int priority; | 
|---|
|  | 112 | }; | 
|---|
|  | 113 |  | 
|---|
|  | 114 | template <class G> | 
|---|
|  | 115 | class bfs_static_maps | 
|---|
|  | 116 | { | 
|---|
|  | 117 | public: | 
|---|
|  | 118 | typedef typename G::NodeType NodeType; | 
|---|
|  | 119 |  | 
|---|
|  | 120 | /*    class_element_map<typename G::NodeIterator, | 
|---|
|  | 121 | typename G::NodeType, | 
|---|
|  | 122 | bfs_node_data<G>,&NT::D> n_d; //node-> data | 
|---|
|  | 123 | */ | 
|---|
|  | 124 | class | 
|---|
|  | 125 | { | 
|---|
|  | 126 | public: | 
|---|
|  | 127 | bfs_node_data<G> NodeType::*d; | 
|---|
|  | 128 | typedef bool value_type; | 
|---|
|  | 129 | void Put(typename G::NodeIterator &i, const value_type &t) | 
|---|
|  | 130 | {((*i).*d).visited=t;} | 
|---|
|  | 131 | value_type Get(const typename G::NodeIterator &i) const | 
|---|
|  | 132 | {return ((*i).*d).visited;} | 
|---|
|  | 133 | } visited; | 
|---|
|  | 134 |  | 
|---|
|  | 135 | class | 
|---|
|  | 136 | { | 
|---|
|  | 137 | public: | 
|---|
|  | 138 | bfs_node_data<G> NodeType::*d; | 
|---|
|  | 139 | typedef typename G::EdgeIterator value_type; | 
|---|
|  | 140 | void Put(typename G::NodeIterator &i, const value_type &t) | 
|---|
|  | 141 | {((*i).*d).tree=t;} | 
|---|
|  | 142 | value_type Get(const typename G::NodeIterator &i) const | 
|---|
|  | 143 | {return ((*i).*d).tree;} | 
|---|
|  | 144 | } tree; | 
|---|
|  | 145 |  | 
|---|
|  | 146 | class | 
|---|
|  | 147 | { | 
|---|
|  | 148 | public: | 
|---|
|  | 149 | bfs_node_data<G> NodeType::*d; | 
|---|
|  | 150 | typedef int value_type; | 
|---|
|  | 151 | void Put(typename G::NodeIterator &i, const value_type &t) | 
|---|
|  | 152 | {((*i).*d).dist=t;} | 
|---|
|  | 153 | value_type Get(const typename G::NodeIterator &i) const | 
|---|
|  | 154 | {return ((*i).*d).dist;} | 
|---|
|  | 155 | } dist; | 
|---|
|  | 156 |  | 
|---|
|  | 157 | class | 
|---|
|  | 158 | { | 
|---|
|  | 159 | public: | 
|---|
|  | 160 | bfs_node_data<G> NodeType::*d; | 
|---|
|  | 161 | typedef int value_type; | 
|---|
|  | 162 | void Put(typename G::NodeIterator &i,  const value_type &t) | 
|---|
|  | 163 | {((*i).*d).priority=t;} | 
|---|
|  | 164 | value_type Get(const typename G::NodeIterator &i) const | 
|---|
|  | 165 | {return ((*i).*d).priority;} | 
|---|
|  | 166 | } priority; | 
|---|
|  | 167 |  | 
|---|
|  | 168 | //do_nothing_map tree;   //node->EdgeIterator (W) | 
|---|
|  | 169 | //    do_nothing_map dist;   //node->int (W) | 
|---|
|  | 170 | //    do_nothing_map priority; //node->int (W) | 
|---|
|  | 171 |  | 
|---|
|  | 172 | void SetDataField(const bfs_node_data<G> NodeType::*dd) | 
|---|
|  | 173 | { | 
|---|
|  | 174 | tree.d=visited.d=dist.d=priority.d=dd; | 
|---|
|  | 175 | } | 
|---|
|  | 176 |  | 
|---|
|  | 177 | bfs_static_maps(const bfs_node_data<G> NodeType::*dd) | 
|---|
|  | 178 | { | 
|---|
|  | 179 | PutDataField(dd); | 
|---|
|  | 180 | } | 
|---|
|  | 181 |  | 
|---|
|  | 182 | bfs_static_maps(const bfs_static_maps<G> &B) | 
|---|
|  | 183 | { | 
|---|
|  | 184 | tree.d=B.tree.d;visited.d=B.visited.d; | 
|---|
|  | 185 | dist.d=B.dist.d;priority.d=B.priority.d; | 
|---|
|  | 186 | } | 
|---|
|  | 187 |  | 
|---|
|  | 188 | }; | 
|---|
|  | 189 |  | 
|---|
|  | 190 | template<typename I> | 
|---|
|  | 191 | struct BFS_Q | 
|---|
|  | 192 | { | 
|---|
|  | 193 | I n; | 
|---|
|  | 194 | int dist; | 
|---|
|  | 195 | //  BFS_Q() {} | 
|---|
|  | 196 | //  BFS_Q(BFS_Q<I> &b) {n=b.n;dist=b.dist;} | 
|---|
|  | 197 | }; | 
|---|
|  | 198 |  | 
|---|
|  | 199 | template<class G,class M> | 
|---|
|  | 200 | void bfs_fn(G &Gr,const typename G::NodeIterator &start_node,M &maps) | 
|---|
|  | 201 | { | 
|---|
|  | 202 | using namespace std; | 
|---|
|  | 203 |  | 
|---|
|  | 204 | typedef BFS_Q<typename G::NodeIterator> Q_T; | 
|---|
|  | 205 |  | 
|---|
|  | 206 | Q_T q; | 
|---|
|  | 207 |  | 
|---|
|  | 208 | int pr=0; | 
|---|
|  | 209 | typename G::NodeIterator n,m; | 
|---|
|  | 210 | typename G::OutEdgeIterator e; | 
|---|
|  | 211 | int d; | 
|---|
|  | 212 |  | 
|---|
|  | 213 | for(Gr.GetFirst(n);n.isValid();++n) | 
|---|
|  | 214 | Put(maps.visited,n,false); | 
|---|
|  | 215 |  | 
|---|
|  | 216 | queue<Q_T> Q; | 
|---|
|  | 217 |  | 
|---|
|  | 218 | q.n=start_node; | 
|---|
|  | 219 | q.dist=0; | 
|---|
|  | 220 | Q.push(q); | 
|---|
|  | 221 | Put(maps.visited,start_node,true); | 
|---|
|  | 222 | //      Put(maps::tree,start_node,?????); | 
|---|
|  | 223 | Put(maps.dist,start_node,0); | 
|---|
|  | 224 | Put(maps.priority,start_node,pr++); | 
|---|
|  | 225 |  | 
|---|
|  | 226 | do { | 
|---|
|  | 227 | n=Q.front().n;d=Q.front().dist+1; | 
|---|
|  | 228 | Q.pop(); | 
|---|
|  | 229 | for(Gr.GetFirst(e,n);e.isValid();++e) | 
|---|
|  | 230 | if(!Get(maps.visited,(m=e.Bnode()))) { | 
|---|
|  | 231 | q.n=m; | 
|---|
|  | 232 | q.dist=d; | 
|---|
|  | 233 | Q.push(q); | 
|---|
|  | 234 | Put(maps.visited,m,true); | 
|---|
|  | 235 | Put(maps.tree,m,e); | 
|---|
|  | 236 | Put(maps.dist,m,d); | 
|---|
|  | 237 | Put(maps.priority,m,pr++); | 
|---|
|  | 238 | } | 
|---|
|  | 239 | } while(!Q.empty()); | 
|---|
|  | 240 | }; | 
|---|
|  | 241 |  | 
|---|
|  | 242 | // bfs algorithm class | 
|---|
|  | 243 |  | 
|---|
|  | 244 | template<class G>  //the default traits | 
|---|
|  | 245 | class default_bfs_T | 
|---|
|  | 246 | { | 
|---|
|  | 247 | public: | 
|---|
|  | 248 |  | 
|---|
|  | 249 | typedef G Graph; | 
|---|
|  | 250 | typedef typename G::OutEdgeIterator SearchEdgeIterator; | 
|---|
|  | 251 |  | 
|---|
|  | 252 | typedef typename G::NodeMap<bool> visited_map_t; | 
|---|
|  | 253 | typedef typename G::NodeMap<typename G::EdgeIterator> tree_map_t; | 
|---|
|  | 254 |  | 
|---|
|  | 255 | typedef typename G::NodeMap<int> dist_map_t;   //node->int (W) | 
|---|
|  | 256 | typedef typename G::NodeMap<int> priority_map_t; //node->int (W) | 
|---|
|  | 257 | }; | 
|---|
|  | 258 |  | 
|---|
|  | 259 | template<class T> | 
|---|
|  | 260 | class Bfs | 
|---|
|  | 261 | { | 
|---|
|  | 262 | public: | 
|---|
|  | 263 | typedef typename T::Graph Graph; | 
|---|
|  | 264 | typedef typename Graph::NodeIterator NodeIterator; | 
|---|
|  | 265 | typedef typename Graph::EdgeIterator EdgeIterator; | 
|---|
|  | 266 |  | 
|---|
|  | 267 | typedef typename T::SearchEdgeIterator SearchEdgeIterator; | 
|---|
|  | 268 |  | 
|---|
|  | 269 | typename T::visited_map_t visited_map; | 
|---|
|  | 270 | typename T::tree_map_t tree_map; | 
|---|
|  | 271 | typename T::dist_map_t dist_map; | 
|---|
|  | 272 | typename T::priority_map_t priority_map; | 
|---|
|  | 273 |  | 
|---|
|  | 274 | struct bfs_queue_cont | 
|---|
|  | 275 | { | 
|---|
|  | 276 | NodeIterator n; | 
|---|
|  | 277 | int dist; | 
|---|
|  | 278 | }; | 
|---|
|  | 279 |  | 
|---|
|  | 280 | std::queue<bfs_queue_cont> bfs_queue; | 
|---|
|  | 281 |  | 
|---|
|  | 282 | int priority; | 
|---|
|  | 283 | Graph *G; | 
|---|
|  | 284 |  | 
|---|
|  | 285 | //Bfs(int i): visited_map(G), tree_map(G), dist_map(G), priority_map(G) {} | 
|---|
|  | 286 | Bfs() {} | 
|---|
|  | 287 |  | 
|---|
|  | 288 | void SetG(Graph &Gr) | 
|---|
|  | 289 | { | 
|---|
|  | 290 | G=&Gr; | 
|---|
|  | 291 | visited_map.SetG(Gr); | 
|---|
|  | 292 | tree_map.SetG(Gr); | 
|---|
|  | 293 | dist_map.SetG(Gr); | 
|---|
|  | 294 | priority_map.SetG(Gr); | 
|---|
|  | 295 | } | 
|---|
|  | 296 |  | 
|---|
|  | 297 | void Init() | 
|---|
|  | 298 | { | 
|---|
|  | 299 | //There must be a better way to do this: | 
|---|
|  | 300 | while(!bfs_queue.empty()) bfs_queue.pop(); | 
|---|
|  | 301 |  | 
|---|
|  | 302 | for(NodeIterator n(*G);n.isValid();++n) | 
|---|
|  | 303 | Put(visited_map,n,false); | 
|---|
|  | 304 |  | 
|---|
|  | 305 | priority=0; | 
|---|
|  | 306 | } | 
|---|
|  | 307 |  | 
|---|
|  | 308 | void AddStartNode(const NodeIterator &start_node,int dist=0) | 
|---|
|  | 309 | { | 
|---|
|  | 310 | bfs_queue_cont q; | 
|---|
|  | 311 | q.n=start_node; | 
|---|
|  | 312 | q.dist=dist; | 
|---|
|  | 313 | bfs_queue.push(q); | 
|---|
|  | 314 |  | 
|---|
|  | 315 | Put(visited_map,start_node,true); | 
|---|
|  | 316 | //      Put(tree_map,start_node,?????); | 
|---|
|  | 317 | Put(dist_map,start_node,dist); | 
|---|
|  | 318 | Put(priority_map,start_node,priority++); | 
|---|
|  | 319 | } | 
|---|
|  | 320 |  | 
|---|
|  | 321 | void Init(const NodeIterator &start_node,int dist=0) | 
|---|
|  | 322 | { | 
|---|
|  | 323 | Init(); | 
|---|
|  | 324 | AddStartNode(start_node,dist); | 
|---|
|  | 325 | } | 
|---|
|  | 326 |  | 
|---|
|  | 327 | void Run() | 
|---|
|  | 328 | { | 
|---|
|  | 329 | NodeIterator n,m; | 
|---|
|  | 330 | int d; | 
|---|
|  | 331 |  | 
|---|
|  | 332 | bfs_queue_cont q; | 
|---|
|  | 333 | while(!(bfs_queue.empty()/* && other stop conditions */)) { | 
|---|
|  | 334 | n=bfs_queue.front().n;d=bfs_queue.front().dist+1; | 
|---|
|  | 335 | bfs_queue.pop(); | 
|---|
|  | 336 | for(SearchEdgeIterator e(*G,n);e.isValid();++e) | 
|---|
|  | 337 | if(!Get(visited_map,(m=e.Bnode()))) { | 
|---|
|  | 338 | q.n=m; | 
|---|
|  | 339 | q.dist=d; | 
|---|
|  | 340 | bfs_queue.push(q); | 
|---|
|  | 341 | Put(visited_map,m,true); | 
|---|
|  | 342 | Put(tree_map,m,e); | 
|---|
|  | 343 | Put(dist_map,m,d); | 
|---|
|  | 344 | Put(priority_map,m,priority++); | 
|---|
|  | 345 | } | 
|---|
|  | 346 | } | 
|---|
|  | 347 | } | 
|---|
|  | 348 | }; | 
|---|
|  | 349 |  | 
|---|
|  | 350 | } | 
|---|
|  | 351 |  | 
|---|
|  | 352 | #endif | 
|---|