| 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 | 
|---|