[1253] | 1 | /* -*- C++ -*- |
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| 2 | * src/lemon/lin_expr.h - Part of LEMON, a generic C++ optimization library |
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| 3 | * |
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| 4 | * Copyright (C) 2005 Egervary Jeno Kombinatorikus Optimalizalasi Kutatocsoport |
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| 5 | * (Egervary Combinatorial Optimization Research Group, EGRES). |
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| 6 | * |
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| 7 | * Permission to use, modify and distribute this software is granted |
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| 8 | * provided that this copyright notice appears in all copies. For |
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| 9 | * precise terms see the accompanying LICENSE file. |
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| 10 | * |
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| 11 | * This software is provided "AS IS" with no warranty of any kind, |
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| 12 | * express or implied, and with no claim as to its suitability for any |
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| 13 | * purpose. |
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| 14 | * |
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| 15 | */ |
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| 16 | |
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| 17 | #ifndef LEMON_LIN_EXPR_H |
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| 18 | #define LEMON_LIN_EXPR_H |
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| 19 | |
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| 20 | #include<vector> |
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| 21 | |
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| 22 | |
---|
| 23 | #include<map> |
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| 24 | |
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| 25 | ///\file |
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| 26 | ///\brief Classes to handle linear expressions |
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| 27 | namespace lemon { |
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| 28 | |
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| 29 | /// Class to handle sparse linear expressions |
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[1259] | 30 | template <class _V> |
---|
| 31 | class SparseLinExpr : public std::map<_V, typename _V::ExprValue> |
---|
[1253] | 32 | { |
---|
| 33 | public: |
---|
| 34 | typedef _V Var; |
---|
[1259] | 35 | typedef typename _V::ExprValue Coeff; |
---|
[1253] | 36 | |
---|
| 37 | protected: |
---|
[1259] | 38 | typedef typename std::map<_V, typename _V::ExprValue> Base; |
---|
[1253] | 39 | |
---|
| 40 | Coeff const_comp; |
---|
| 41 | public: |
---|
[1259] | 42 | ///\e |
---|
| 43 | SparseLinExpr() : Base(), const_comp(0) { } |
---|
| 44 | ///\e |
---|
| 45 | SparseLinExpr(const Var &v) : const_comp(0) { |
---|
[1253] | 46 | Base::insert(std::make_pair(v, 1)); |
---|
| 47 | } |
---|
[1259] | 48 | ///\e |
---|
[1253] | 49 | SparseLinExpr(const Coeff &v) : const_comp(v) {} |
---|
| 50 | |
---|
[1259] | 51 | ///\e |
---|
[1253] | 52 | void set(const Var &v,const Coeff &c) { |
---|
| 53 | return Base::insert(std::make_pair(v, c)); |
---|
| 54 | } |
---|
| 55 | // Coeff &operator[](const Var &v) { return data[v]; } |
---|
| 56 | // const Coeff &operator[](const Var &v) const { return data[v]; } |
---|
| 57 | |
---|
[1259] | 58 | ///\e |
---|
[1253] | 59 | Coeff &constComp() { return const_comp; } |
---|
[1259] | 60 | ///\e |
---|
[1253] | 61 | const Coeff &constComp() const { return const_comp; } |
---|
| 62 | |
---|
| 63 | ///Removes the components with zero coefficient. |
---|
| 64 | void simplify() { |
---|
| 65 | for (typename Base::iterator i=Base::begin(); i!=Base::end();) { |
---|
| 66 | typename Base::iterator j=i; |
---|
| 67 | ++j; |
---|
| 68 | if ((*i).second==0) Base::erase(i); |
---|
| 69 | j=i; |
---|
| 70 | } |
---|
| 71 | } |
---|
| 72 | |
---|
[1259] | 73 | ///\e |
---|
| 74 | SparseLinExpr &operator+=(const SparseLinExpr &e) { |
---|
| 75 | for (typename Base::const_iterator j=e.begin(); j!=e.end(); ++j) |
---|
| 76 | (*this)[j->first]+=j->second; |
---|
| 77 | ///\todo it might be speeded up using "hints" |
---|
| 78 | const_comp+=e.const_comp; |
---|
| 79 | return *this; |
---|
| 80 | } |
---|
| 81 | ///\e |
---|
| 82 | SparseLinExpr &operator-=(const SparseLinExpr &e) { |
---|
| 83 | for (typename Base::const_iterator j=e.begin(); j!=e.end(); ++j) |
---|
| 84 | (*this)[j->first]-=j->second; |
---|
| 85 | const_comp-=e.const_comp; |
---|
| 86 | return *this; |
---|
| 87 | } |
---|
| 88 | ///\e |
---|
| 89 | SparseLinExpr &operator*=(const Coeff &c) { |
---|
| 90 | for (typename Base::iterator j=Base::begin(); j!=Base::end(); ++j) |
---|
| 91 | j->second*=c; |
---|
| 92 | const_comp*=c; |
---|
| 93 | return *this; |
---|
| 94 | } |
---|
| 95 | ///\e |
---|
| 96 | SparseLinExpr &operator/=(const Coeff &c) { |
---|
| 97 | for (typename Base::iterator j=Base::begin(); j!=Base::end(); ++j) |
---|
| 98 | j->second/=c; |
---|
| 99 | const_comp/=c; |
---|
| 100 | return *this; |
---|
| 101 | } |
---|
| 102 | |
---|
[1253] | 103 | }; |
---|
| 104 | |
---|
[1259] | 105 | ///\e |
---|
| 106 | |
---|
| 107 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
| 108 | /// |
---|
| 109 | template <class V> |
---|
| 110 | SparseLinExpr<V> operator+(const SparseLinExpr<V> &a, |
---|
| 111 | const SparseLinExpr<V> &b) { |
---|
| 112 | SparseLinExpr<V> tmp(a); |
---|
| 113 | tmp+=b; ///\todo Don't STL have some special 'merge' algorithm? |
---|
| 114 | return tmp; |
---|
| 115 | } |
---|
| 116 | |
---|
| 117 | ///\e |
---|
| 118 | |
---|
| 119 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
| 120 | /// |
---|
| 121 | template <class V> |
---|
| 122 | SparseLinExpr<V> operator-(const SparseLinExpr<V> &a, |
---|
| 123 | const SparseLinExpr<V> &b) { |
---|
| 124 | SparseLinExpr<V> tmp(a); |
---|
| 125 | tmp-=b; ///\todo Don't STL have some special 'merge' algorithm? |
---|
| 126 | return tmp; |
---|
| 127 | } |
---|
| 128 | |
---|
| 129 | ///\e |
---|
| 130 | |
---|
| 131 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
| 132 | /// |
---|
| 133 | template <class V> |
---|
| 134 | SparseLinExpr<V> operator*(const typename V::ExprValue &c, |
---|
| 135 | const SparseLinExpr<V> &e) { |
---|
| 136 | SparseLinExpr<V> tmp(e); |
---|
| 137 | tmp*=c; |
---|
| 138 | return tmp; |
---|
| 139 | } |
---|
| 140 | |
---|
| 141 | ///\e |
---|
| 142 | |
---|
| 143 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
| 144 | /// |
---|
| 145 | template <class V> |
---|
| 146 | SparseLinExpr<V> operator*(const SparseLinExpr<V> &e, |
---|
| 147 | const typename V::ExprValue &c) { |
---|
| 148 | SparseLinExpr<V> tmp(e); |
---|
| 149 | tmp*=c; |
---|
| 150 | return tmp; |
---|
| 151 | } |
---|
| 152 | |
---|
| 153 | |
---|
| 154 | ///\e |
---|
| 155 | |
---|
| 156 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
| 157 | /// |
---|
| 158 | template <class V> |
---|
| 159 | SparseLinExpr<V> operator/(const SparseLinExpr<V> &e, |
---|
| 160 | const typename V::ExprValue &c) { |
---|
| 161 | SparseLinExpr<V> tmp(e); |
---|
| 162 | tmp/=c; |
---|
| 163 | return tmp; |
---|
| 164 | } |
---|
| 165 | |
---|
| 166 | ///\e |
---|
| 167 | |
---|
| 168 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
| 169 | /// |
---|
| 170 | template <class V> |
---|
| 171 | SparseLinExpr<V> operator+(const typename V::ExprValue &c, |
---|
| 172 | const SparseLinExpr<V> &e) { |
---|
| 173 | SparseLinExpr<V> tmp(e); |
---|
| 174 | tmp.constComp()+=c; |
---|
| 175 | return tmp; |
---|
| 176 | } |
---|
| 177 | |
---|
| 178 | ///\e |
---|
| 179 | |
---|
| 180 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
| 181 | /// |
---|
| 182 | template <class V> |
---|
| 183 | SparseLinExpr<V> operator+(const SparseLinExpr<V> &e, |
---|
| 184 | const typename V::ExprValue &c) { |
---|
| 185 | SparseLinExpr<V> tmp(e); |
---|
| 186 | tmp.constComp()+=c; |
---|
| 187 | return tmp; |
---|
| 188 | } |
---|
| 189 | |
---|
| 190 | ///\e |
---|
| 191 | |
---|
| 192 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
| 193 | /// |
---|
| 194 | template <class V> |
---|
| 195 | SparseLinExpr<V> operator+(const V &v,const SparseLinExpr<V> &e) { |
---|
| 196 | SparseLinExpr<V> tmp(e); |
---|
| 197 | tmp[v]+=1; |
---|
| 198 | return tmp; |
---|
| 199 | } |
---|
| 200 | |
---|
| 201 | ///\e |
---|
| 202 | |
---|
| 203 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
| 204 | /// |
---|
| 205 | template <class V> |
---|
| 206 | SparseLinExpr<V> operator+(const SparseLinExpr<V> &e,const V &v) { |
---|
| 207 | SparseLinExpr<V> tmp(e); |
---|
| 208 | tmp[v]+=1; |
---|
| 209 | return tmp; |
---|
| 210 | } |
---|
| 211 | |
---|
| 212 | ///\e |
---|
| 213 | |
---|
| 214 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
| 215 | /// |
---|
| 216 | template <class V> |
---|
| 217 | SparseLinExpr<V> operator-(const typename V::ExprValue &c, |
---|
| 218 | const SparseLinExpr<V> &e) { |
---|
| 219 | SparseLinExpr<V> tmp(e); |
---|
| 220 | tmp*=-1; |
---|
| 221 | tmp.constComp()+=c; |
---|
| 222 | return tmp; |
---|
| 223 | } |
---|
| 224 | |
---|
| 225 | ///\e |
---|
| 226 | |
---|
| 227 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
| 228 | /// |
---|
| 229 | template <class V> |
---|
| 230 | SparseLinExpr<V> operator-(const SparseLinExpr<V> &e, |
---|
| 231 | const typename V::ExprValue &c) { |
---|
| 232 | SparseLinExpr<V> tmp(e); |
---|
| 233 | tmp.constComp()-=c; |
---|
| 234 | return tmp; |
---|
| 235 | } |
---|
| 236 | |
---|
| 237 | ///\e |
---|
| 238 | |
---|
| 239 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
| 240 | /// |
---|
| 241 | template <class V> |
---|
| 242 | SparseLinExpr<V> operator-(const V &v,const SparseLinExpr<V> &e) { |
---|
| 243 | SparseLinExpr<V> tmp(e); |
---|
| 244 | tmp*=-1; |
---|
| 245 | tmp[v]+=1; |
---|
| 246 | return tmp; |
---|
| 247 | } |
---|
| 248 | |
---|
| 249 | ///\e |
---|
| 250 | |
---|
| 251 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
| 252 | /// |
---|
| 253 | template <class V> |
---|
| 254 | SparseLinExpr<V> operator-(const SparseLinExpr<V> &e,const V &v) { |
---|
| 255 | SparseLinExpr<V> tmp(e); |
---|
| 256 | tmp[v]-=1; |
---|
| 257 | return tmp; |
---|
| 258 | } |
---|
| 259 | |
---|
| 260 | ///\e |
---|
| 261 | |
---|
| 262 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
| 263 | /// |
---|
| 264 | template <class V> |
---|
| 265 | SparseLinExpr<V> operator+(const V &v1,const V &v2) { |
---|
| 266 | SparseLinExpr<V> tmp(v1); |
---|
| 267 | tmp[v2]+=1; |
---|
| 268 | return tmp; |
---|
| 269 | } |
---|
| 270 | |
---|
| 271 | ///\e |
---|
| 272 | |
---|
| 273 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
| 274 | /// |
---|
| 275 | template <class V> |
---|
| 276 | SparseLinExpr<V> operator*(const V &v,const typename V::ExprValue &c) { |
---|
| 277 | SparseLinExpr<V> tmp; |
---|
| 278 | tmp[v]=c; |
---|
| 279 | return tmp; |
---|
| 280 | } |
---|
| 281 | |
---|
| 282 | ///\e |
---|
| 283 | |
---|
| 284 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
| 285 | /// |
---|
| 286 | template <class V> |
---|
| 287 | SparseLinExpr<V> operator*(const typename V::ExprValue &c,const V &v) { |
---|
| 288 | SparseLinExpr<V> tmp; |
---|
| 289 | tmp[v]=c; |
---|
| 290 | return tmp; |
---|
| 291 | } |
---|
| 292 | |
---|
| 293 | ///\e |
---|
| 294 | |
---|
| 295 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
| 296 | /// |
---|
| 297 | template <class V> |
---|
| 298 | SparseLinExpr<V> operator/(const V &v,const typename V::ExprValue &c) { |
---|
| 299 | SparseLinExpr<V> tmp; |
---|
| 300 | tmp[v]=1/c; |
---|
| 301 | return tmp; |
---|
| 302 | } |
---|
| 303 | |
---|
| 304 | |
---|
[1253] | 305 | } //namespace lemon |
---|
| 306 | |
---|
| 307 | #endif //LEMON_LIN_EXPR_H |
---|