| 1 | // -*-mode: c++; -*- |
|---|
| 2 | #ifndef _BFS_H_ |
|---|
| 3 | #define _BFS_H_ |
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| 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 |
|---|