| 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 | 
|---|