COIN-OR::LEMON - Graph Library

source: lemon-0.x/src/work/jacint/bin_heap.hh @ 217:fc549fac0dd0

Last change on this file since 217:fc549fac0dd0 was 217:fc549fac0dd0, checked in by Alpar Juttner, 16 years ago

Several bugfixes

File size: 6.3 KB
Line 
1/* FIXME: Copyright ...
2 *
3 * This implementation is heavily based on STL's heap functions and
4 * the similar class by Alpar Juttner in IKTA...
5 */
6
7/******
8 *
9 * BinHeap<KeyType, ValueType, KeyIntMap, [ValueCompare]>
10 *
11 * Ez az osztaly kulcs-ertek parok tarolasara alkalmas binaris kupacot
12 * valosit meg.
13 * A kupacban legfolul mindig az a par talalhato, amiben az _ertek_ a
14 * legkisebb. (Gondolj a Dijkstra pont-tavolsag kupacara; igazabol ahhoz
15 * lett keszitve...)
16 *
17 * Megjegyzes: egy kicsit gyanus nekem, hogy a kupacos temakorben nem
18 * azt hivjak kulcsnak, amit most en annak nevezek. :) En olyan
19 * property_map -os ertelemben hasznalom.
20 *
21 * A hasznalatahoz szukseg van egy irhato/olvashato property_map-re, ami
22 * a kulcsokhoz egy int-et tud tarolni (ezzel tudom megkeresni az illeto
23 * elemet a kupacban a csokkentes es hasonlo muveletekhez).
24 * A map-re csak referenciat tarol, ugy hogy a kupac elete folyan a map-nek
25 * is elnie kell. (???)
26 *
27 * Ketfele modon hasznalhato:
28 * Lusta mod:
29 * put(Key, Value) metodussal pakolunk a kupacba,
30 * aztan o majd eldonti, hogy ez az elem mar benne van-e es ha igen, akkor
31 * csokkentettunk-e rajta, vagy noveltunk.
32 * Ehhez nagyon fontos, hogy az atadott property map inicializalva legyen
33 * minden szobajovo kulcs ertekre, -1 -es ertekkel!
34 * Es ilyen esetben a kulcsokrol lekerdezheto az allapotuk a state metodussal:
35 * (nem jart meg a kupacban PRE_HEAP=-1, epp a kupacban van IN_HEAP=0,
36 *  mar kikerult a kupacbol POST_HEAP=-2).
37 * Szoval ebben a modban a kupac nagyjabol hasznalhato property_map-kent, csak
38 * meg meg tudja mondani a "legkisebb" erteku elemet. De csak nagyjabol,
39 * hiszen a kupacbol kikerult elemeknek elvesz az ertekuk...
40 *
41 * Kozvetlen mod:
42 * push(Key, Value) metodussal belerakunk a kupacba (ha az illeto kulcs mar
43 * benn volt, akkor gaz).
44 * increase/decrease(Key k, Value new_value) metodusokkal lehet
45 * novelni/csokkenteni az illeto kulcshoz tartozo erteket. (Ha nem volt meg
46 * benne a kupacban az illeto kulcs, vagy nem abba az iranyba valtoztattad
47 * az erteket, amerre mondtad -- gaz).
48 *
49 * Termeszetesen a fenti ket modot ertelemszeruen lehet keverni.
50 * Ja es mindig nagyon gaz, ha belepiszkalsz a map-be, amit a kupac
51 * hasznal. :-))
52 *
53 *
54 * Bocs, most faradt vagyok, majd egyszer leforditom. (Misi)
55 *
56 */
57
58
59#ifndef BIN_HEAP_HH
60#define BIN_HEAP_HH
61
62#include <vector>
63#include <utility>
64#include <functional>
65
66namespace hugo {
67
68  template <typename Key, typename Val, typename KeyIntMap,
69            typename Compare = std::less<Val> >
70  class BinHeap {
71
72  public:
73    typedef Key              KeyType;
74    // FIXME: stl-ben nem ezt hivjak value_type -nak, hanem a kovetkezot...
75    typedef Val              ValueType;
76    typedef std::pair<KeyType,ValueType>     PairType;
77    typedef KeyIntMap        KeyIntMapType;
78    typedef Compare          ValueCompare;
79
80    /**
81     * Each Key element have a state associated to it. It may be "in heap",
82     * "pre heap" or "post heap". The later two are indifferent from the
83     * heap's point of view, but may be useful to the user.
84     *
85     * The KeyIntMap _should_ be initialized in such way, that it maps
86     * PRE_HEAP (-1) to any element to be put in the heap...
87     */
88    enum state_enum {
89      IN_HEAP = 0,
90      PRE_HEAP = -1,
91      POST_HEAP = -2
92    };
93
94  private:
95    std::vector<PairType> data;
96    Compare comp;
97    // FIXME: jo ez igy???
98    KeyIntMap &kim;
99
100  public:
101    BinHeap(KeyIntMap &_kim) : kim(_kim) {}
102    BinHeap(KeyIntMap &_kim, const Compare &_comp) : comp(_comp), kim(_kim) {}
103
104
105    int size() const { return data.size(); }
106    bool empty() const { return data.empty(); }
107
108  private:
109    static int parent(int i) { return (i-1)/2; }
110    static int second_child(int i) { return 2*i+2; }
111    bool less(const PairType &p1, const PairType &p2) {
112      return comp(p1.second, p2.second);
113    }
114
115    int bubble_up(int hole, PairType p);
116    int bubble_down(int hole, PairType p, int length);
117
118    void move(const PairType &p, int i) {
119      data[i] = p;
120      kim.set(p.first, i);
121    }
122
123    void rmidx(int h) {
124      int n = data.size()-1;
125      if( h>=0 && h<=n ) {
126        kim.set(data[h].first, POST_HEAP);
127        if ( h<n ) {
128          bubble_down(h, data[n], n);
129        }
130        data.pop_back();
131      }
132    }
133
134  public:
135    void push(const PairType &p) {
136      int n = data.size();
137      data.resize(n+1);
138      bubble_up(n, p);
139    }
140    void push(const Key &k, const Val &v) { push(PairType(k,v)); }
141
142    Key top() const {
143      // FIXME: test size>0 ?
144      return data[0].first;
145    }
146    Val topValue() const {
147      // FIXME: test size>0 ?
148      return data[0].second;
149    }
150
151    void pop() {
152      rmidx(0);
153    }
154
155    void erase(const Key &k) {
156      rmidx(kim[k]);
157    }
158
159    Val operator[](const Key &k) const {
160      int idx = kim[k];
161      return data[idx].second;
162    }
163   
164    void put(const Key &k, const Val &v) {
165      int idx = kim[k];
166      if( idx < 0 ) {
167        push(k,v);
168      }
169      else if( comp(v, data[idx].second) ) {
170        bubble_up(idx, PairType(k,v));
171      }
172      else {
173        bubble_down(idx, PairType(k,v), data.size());
174      }
175    }
176
177    void decrease(const Key &k, const Val &v) {
178      int idx = kim[k];
179      bubble_up(idx, PairType(k,v));
180    }
181    void increase(const Key &k, const Val &v) {
182      int idx = kim[k];
183      bubble_down(idx, PairType(k,v), data.size());
184    }
185
186    state_enum state(const Key &k) const {
187      int s = kim[k];
188      if( s>=0 )
189        s=0;
190      return state_enum(s);
191    }
192
193  }; // class BinHeap
194
195 
196  template <typename K, typename V, typename M, typename C>
197  int BinHeap<K,V,M,C>::bubble_up(int hole, PairType p) {
198    int par = parent(hole);
199    while( hole>0 && less(p,data[par]) ) {
200      move(data[par],hole);
201      hole = par;
202      par = parent(hole);
203    }
204    move(p, hole);
205    return hole;
206  }
207
208  template <typename K, typename V, typename M, typename C>
209  int BinHeap<K,V,M,C>::bubble_down(int hole, PairType p, int length) {
210    int child = second_child(hole);
211    while(child < length) {
212      if( less(data[child-1], data[child]) ) {
213        --child;
214      }
215      if( !less(data[child], p) )
216        goto ok;
217      move(data[child], hole);
218      hole = child;
219      child = second_child(hole);
220    }
221    child--;
222    if( child<length && less(data[child], p) ) {
223      move(data[child], hole);
224      hole=child;
225    }
226  ok:
227    move(p, hole);
228    return hole;
229  }
230
231} // namespace hugo
232
233#endif // BIN_HEAP_HH
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.