COIN-OR::LEMON - Graph Library

source: lemon-0.x/src/work/jacint/max_flow.h @ 480:4fb0d1e166ea

Last change on this file since 480:4fb0d1e166ea was 480:4fb0d1e166ea, checked in by marci, 16 years ago

corrections

File size: 24.6 KB
Line 
1// -*- C++ -*-
2
3/*
4Heuristics:
5 2 phase
6 gap
7 list 'level_list' on the nodes on level i implemented by hand
8 stack 'active' on the active nodes on level i
9 runs heuristic 'highest label' for H1*n relabels
10 runs heuristic 'bound decrease' for H0*n relabels, starts with 'highest label'
11 
12Parameters H0 and H1 are initialized to 20 and 1.
13
14Constructors:
15
16Preflow(Graph, Node, Node, CapMap, FlowMap, bool) : bool must be false if
17     FlowMap is not constant zero, and should be true if it is
18
19Members:
20
21void run()
22
23Num flowValue() : returns the value of a maximum flow
24
25void minMinCut(CutMap& M) : sets M to the characteristic vector of the
26     minimum min cut. M should be a map of bools initialized to false. ??Is it OK?
27
28void maxMinCut(CutMap& M) : sets M to the characteristic vector of the
29     maximum min cut. M should be a map of bools initialized to false.
30
31void minCut(CutMap& M) : sets M to the characteristic vector of
32     a min cut. M should be a map of bools initialized to false.
33
34*/
35
36#ifndef HUGO_MAX_FLOW_H
37#define HUGO_MAX_FLOW_H
38
39#define H0 20
40#define H1 1
41
42#include <vector>
43#include <queue>
44#include <stack>
45
46#include <graph_wrapper.h>
47#include <bfs_iterator.h>
48#include <invalid.h>
49#include <maps.h>
50#include <for_each_macros.h>
51
52
53namespace hugo {
54
55  template <typename Graph, typename Num,
56            typename CapMap=typename Graph::template EdgeMap<Num>,
57            typename FlowMap=typename Graph::template EdgeMap<Num> >
58  class MaxFlow {
59   
60    typedef typename Graph::Node Node;
61    typedef typename Graph::NodeIt NodeIt;
62    typedef typename Graph::OutEdgeIt OutEdgeIt;
63    typedef typename Graph::InEdgeIt InEdgeIt;
64
65    typedef typename std::vector<std::stack<Node> > VecStack;
66    typedef typename Graph::template NodeMap<Node> NNMap;
67    typedef typename std::vector<Node> VecNode;
68
69    const Graph* g;
70    Node s;
71    Node t;
72    const CapMap* capacity; 
73    FlowMap* flow;
74    int n;      //the number of nodes of G
75    typedef ResGraphWrapper<const Graph, Num, CapMap, FlowMap> ResGW;
76    typedef typename ResGW::OutEdgeIt ResGWOutEdgeIt;
77    typedef typename ResGW::Edge ResGWEdge;
78    //typedef typename ResGW::template NodeMap<bool> ReachedMap;
79    typedef typename Graph::template NodeMap<int> ReachedMap;
80    ReachedMap level;
81    //level works as a bool map in augmenting path algorithms
82    //and is used by bfs for storing reached information.
83    //In preflow, it shows levels of nodes.
84    //typename Graph::template NodeMap<int> level;   
85    typename Graph::template NodeMap<Num> excess;
86
87  public:
88 
89    enum flowEnum{
90      ZERO_FLOW=0,
91      GEN_FLOW=1,
92      PREFLOW=2
93    };
94
95    MaxFlow(const Graph& _G, Node _s, Node _t, const CapMap& _capacity,
96            FlowMap& _flow) :
97      g(&_G), s(_s), t(_t), capacity(&_capacity),
98      flow(&_flow), n(_G.nodeNum()), level(_G), excess(_G,0) {}
99
100    void run() {
101      preflow( ZERO_FLOW );
102    }
103   
104    void preflow( flowEnum fe ) {
105      preflowPhase0(fe);
106      preflowPhase1();
107    }
108
109    void preflowPhase0( flowEnum fe );
110
111    void preflowPhase1();
112
113    bool augmentOnShortestPath();
114
115    template<typename MutableGraph> bool augmentOnBlockingFlow();
116
117    bool augmentOnBlockingFlow2();
118
119    /// Returns the actual flow value.
120    /// More precisely, it returns the negative excess of s, thus
121    /// this works also for preflows.
122    Num flowValue() {
123      Num a=0;
124      FOR_EACH_INC_LOC(OutEdgeIt, e, *g, s) a+=(*flow)[e];
125      FOR_EACH_INC_LOC(InEdgeIt, e, *g, s) a-=(*flow)[e];
126      return a;
127    }
128
129    //should be used only between preflowPhase0 and preflowPhase1
130    template<typename _CutMap>
131    void actMinCut(_CutMap& M) {
132      NodeIt v;
133      for(g->first(v); g->valid(v); g->next(v))
134      if ( level[v] < n ) {
135        M.set(v,false);
136      } else {
137        M.set(v,true);
138      }
139    }
140
141
142
143    /*
144      Returns the minimum min cut, by a bfs from s in the residual graph.
145    */
146    template<typename _CutMap>
147    void minMinCut(_CutMap& M) {
148   
149      std::queue<Node> queue;
150     
151      M.set(s,true);     
152      queue.push(s);
153
154      while (!queue.empty()) {
155        Node w=queue.front();
156        queue.pop();
157
158        OutEdgeIt e;
159        for(g->first(e,w) ; g->valid(e); g->next(e)) {
160          Node v=g->head(e);
161          if (!M[v] && (*flow)[e] < (*capacity)[e] ) {
162            queue.push(v);
163            M.set(v, true);
164          }
165        }
166
167        InEdgeIt f;
168        for(g->first(f,w) ; g->valid(f); g->next(f)) {
169          Node v=g->tail(f);
170          if (!M[v] && (*flow)[f] > 0 ) {
171            queue.push(v);
172            M.set(v, true);
173          }
174        }
175      }
176    }
177
178
179 
180    /*
181      Returns the maximum min cut, by a reverse bfs
182      from t in the residual graph.
183    */
184   
185    template<typename _CutMap>
186    void maxMinCut(_CutMap& M) {
187
188      NodeIt v;
189      for(g->first(v) ; g->valid(v); g->next(v)) {
190        M.set(v, true);
191      }
192
193      std::queue<Node> queue;
194     
195      M.set(t,false);       
196      queue.push(t);
197
198      while (!queue.empty()) {
199        Node w=queue.front();
200        queue.pop();
201
202
203        InEdgeIt e;
204        for(g->first(e,w) ; g->valid(e); g->next(e)) {
205          Node v=g->tail(e);
206          if (M[v] && (*flow)[e] < (*capacity)[e] ) {
207            queue.push(v);
208            M.set(v, false);
209          }
210        }
211       
212        OutEdgeIt f;
213        for(g->first(f,w) ; g->valid(f); g->next(f)) {
214          Node v=g->head(f);
215          if (M[v] && (*flow)[f] > 0 ) {
216            queue.push(v);
217            M.set(v, false);
218          }
219        }
220      }
221    }
222
223
224    template<typename CutMap>
225    void minCut(CutMap& M) {
226      minMinCut(M);
227    }
228
229    void resetTarget(Node _t) {t=_t;}
230    void resetSource(Node _s) {s=_s;}
231   
232    void resetCap(const CapMap& _cap) {
233      capacity=&_cap;
234    }
235   
236    void resetFlow(FlowMap& _flow) {
237      flow=&_flow;
238    }
239
240
241  private:
242
243    int push(Node w, VecStack& active) {
244     
245      int lev=level[w];
246      Num exc=excess[w];
247      int newlevel=n;       //bound on the next level of w
248         
249      OutEdgeIt e;
250      for(g->first(e,w); g->valid(e); g->next(e)) {
251           
252        if ( (*flow)[e] >= (*capacity)[e] ) continue;
253        Node v=g->head(e);           
254           
255        if( lev > level[v] ) { //Push is allowed now
256         
257          if ( excess[v]<=0 && v!=t && v!=s ) {
258            int lev_v=level[v];
259            active[lev_v].push(v);
260          }
261         
262          Num cap=(*capacity)[e];
263          Num flo=(*flow)[e];
264          Num remcap=cap-flo;
265         
266          if ( remcap >= exc ) { //A nonsaturating push.
267           
268            flow->set(e, flo+exc);
269            excess.set(v, excess[v]+exc);
270            exc=0;
271            break;
272           
273          } else { //A saturating push.
274            flow->set(e, cap);
275            excess.set(v, excess[v]+remcap);
276            exc-=remcap;
277          }
278        } else if ( newlevel > level[v] ) newlevel = level[v];
279      } //for out edges wv
280     
281      if ( exc > 0 ) { 
282        InEdgeIt e;
283        for(g->first(e,w); g->valid(e); g->next(e)) {
284         
285          if( (*flow)[e] <= 0 ) continue;
286          Node v=g->tail(e);
287         
288          if( lev > level[v] ) { //Push is allowed now
289           
290            if ( excess[v]<=0 && v!=t && v!=s ) {
291              int lev_v=level[v];
292              active[lev_v].push(v);
293            }
294           
295            Num flo=(*flow)[e];
296           
297            if ( flo >= exc ) { //A nonsaturating push.
298             
299              flow->set(e, flo-exc);
300              excess.set(v, excess[v]+exc);
301              exc=0;
302              break;
303            } else {  //A saturating push.
304             
305              excess.set(v, excess[v]+flo);
306              exc-=flo;
307              flow->set(e,0);
308            } 
309          } else if ( newlevel > level[v] ) newlevel = level[v];
310        } //for in edges vw
311       
312      } // if w still has excess after the out edge for cycle
313     
314      excess.set(w, exc);
315     
316      return newlevel;
317     }
318
319
320    void preflowPreproc ( flowEnum fe, VecStack& active,
321                          VecNode& level_list, NNMap& left, NNMap& right ) {
322
323      std::queue<Node> bfs_queue;
324     
325      switch ( fe ) {
326      case ZERO_FLOW:
327        {
328          //Reverse_bfs from t, to find the starting level.
329          level.set(t,0);
330          bfs_queue.push(t);
331       
332          while (!bfs_queue.empty()) {
333           
334            Node v=bfs_queue.front();   
335            bfs_queue.pop();
336            int l=level[v]+1;
337           
338            InEdgeIt e;
339            for(g->first(e,v); g->valid(e); g->next(e)) {
340              Node w=g->tail(e);
341              if ( level[w] == n && w != s ) {
342                bfs_queue.push(w);
343                Node first=level_list[l];
344                if ( g->valid(first) ) left.set(first,w);
345                right.set(w,first);
346                level_list[l]=w;
347                level.set(w, l);
348              }
349            }
350          }
351         
352          //the starting flow
353          OutEdgeIt e;
354          for(g->first(e,s); g->valid(e); g->next(e))
355            {
356              Num c=(*capacity)[e];
357              if ( c <= 0 ) continue;
358              Node w=g->head(e);
359              if ( level[w] < n ) {       
360                if ( excess[w] <= 0 && w!=t ) active[level[w]].push(w);
361                flow->set(e, c);
362                excess.set(w, excess[w]+c);
363              }
364            }
365          break;
366        }
367       
368      case GEN_FLOW:
369      case PREFLOW:
370        {
371          //Reverse_bfs from t in the residual graph,
372          //to find the starting level.
373          level.set(t,0);
374          bfs_queue.push(t);
375         
376          while (!bfs_queue.empty()) {
377           
378            Node v=bfs_queue.front();   
379            bfs_queue.pop();
380            int l=level[v]+1;
381           
382            InEdgeIt e;
383            for(g->first(e,v); g->valid(e); g->next(e)) {
384              if ( (*capacity)[e] <= (*flow)[e] ) continue;
385              Node w=g->tail(e);
386              if ( level[w] == n && w != s ) {
387                bfs_queue.push(w);
388                Node first=level_list[l];
389                if ( g->valid(first) ) left.set(first,w);
390                right.set(w,first);
391                level_list[l]=w;
392                level.set(w, l);
393              }
394            }
395           
396            OutEdgeIt f;
397            for(g->first(f,v); g->valid(f); g->next(f)) {
398              if ( 0 >= (*flow)[f] ) continue;
399              Node w=g->head(f);
400              if ( level[w] == n && w != s ) {
401                bfs_queue.push(w);
402                Node first=level_list[l];
403                if ( g->valid(first) ) left.set(first,w);
404                right.set(w,first);
405                level_list[l]=w;
406                level.set(w, l);
407              }
408            }
409          }
410         
411         
412          //the starting flow
413          OutEdgeIt e;
414          for(g->first(e,s); g->valid(e); g->next(e))
415            {
416              Num rem=(*capacity)[e]-(*flow)[e];
417              if ( rem <= 0 ) continue;
418              Node w=g->head(e);
419              if ( level[w] < n ) {       
420                if ( excess[w] <= 0 && w!=t ) active[level[w]].push(w);
421                flow->set(e, (*capacity)[e]);
422                excess.set(w, excess[w]+rem);
423              }
424            }
425         
426          InEdgeIt f;
427          for(g->first(f,s); g->valid(f); g->next(f))
428            {
429              if ( (*flow)[f] <= 0 ) continue;
430              Node w=g->tail(f);
431              if ( level[w] < n ) {       
432                if ( excess[w] <= 0 && w!=t ) active[level[w]].push(w);
433                excess.set(w, excess[w]+(*flow)[f]);
434                flow->set(f, 0);
435              }
436            } 
437          break;
438        } //case PREFLOW
439      }
440    } //preflowPreproc
441
442
443
444    void relabel(Node w, int newlevel, VecStack& active, 
445                 VecNode& level_list, NNMap& left,
446                 NNMap& right, int& b, int& k, bool what_heur )
447    {
448
449      Num lev=level[w];
450     
451      Node right_n=right[w];
452      Node left_n=left[w];
453     
454      //unlacing starts
455      if ( g->valid(right_n) ) {
456        if ( g->valid(left_n) ) {
457          right.set(left_n, right_n);
458          left.set(right_n, left_n);
459        } else {
460          level_list[lev]=right_n;   
461          left.set(right_n, INVALID);
462        }
463      } else {
464        if ( g->valid(left_n) ) {
465          right.set(left_n, INVALID);
466        } else {
467          level_list[lev]=INVALID;   
468        }
469      }
470      //unlacing ends
471               
472      if ( !g->valid(level_list[lev]) ) {
473             
474        //gapping starts
475        for (int i=lev; i!=k ; ) {
476          Node v=level_list[++i];
477          while ( g->valid(v) ) {
478            level.set(v,n);
479            v=right[v];
480          }
481          level_list[i]=INVALID;
482          if ( !what_heur ) {
483            while ( !active[i].empty() ) {
484              active[i].pop();    //FIXME: ezt szebben kene
485            }
486          }         
487        }
488       
489        level.set(w,n);
490        b=lev-1;
491        k=b;
492        //gapping ends
493       
494      } else {
495       
496        if ( newlevel == n ) level.set(w,n);
497        else {
498          level.set(w,++newlevel);
499          active[newlevel].push(w);
500          if ( what_heur ) b=newlevel;
501          if ( k < newlevel ) ++k;      //now k=newlevel
502          Node first=level_list[newlevel];
503          if ( g->valid(first) ) left.set(first,w);
504          right.set(w,first);
505          left.set(w,INVALID);
506          level_list[newlevel]=w;
507        }
508      }
509     
510    } //relabel
511
512
513    template<typename MapGraphWrapper>
514    class DistanceMap {
515    protected:
516      const MapGraphWrapper* g;
517      typename MapGraphWrapper::template NodeMap<int> dist;
518    public:
519      DistanceMap(MapGraphWrapper& _g) : g(&_g), dist(*g, g->nodeNum()) { }
520      void set(const typename MapGraphWrapper::Node& n, int a) {
521        dist.set(n, a);
522      }
523      int operator[](const typename MapGraphWrapper::Node& n)
524        { return dist[n]; }
525//       int get(const typename MapGraphWrapper::Node& n) const {
526//      return dist[n]; }
527//       bool get(const typename MapGraphWrapper::Edge& e) const {
528//      return (dist.get(g->tail(e))<dist.get(g->head(e))); }
529      bool operator[](const typename MapGraphWrapper::Edge& e) const {
530        return (dist[g->tail(e)]<dist[g->head(e)]);
531      }
532    };
533   
534  };
535
536
537  template <typename Graph, typename Num, typename CapMap, typename FlowMap>
538  void MaxFlow<Graph, Num, CapMap, FlowMap>::preflowPhase0( flowEnum fe )
539  {
540     
541      int heur0=(int)(H0*n);  //time while running 'bound decrease'
542      int heur1=(int)(H1*n);  //time while running 'highest label'
543      int heur=heur1;         //starting time interval (#of relabels)
544      int numrelabel=0;
545     
546      bool what_heur=1;       
547      //It is 0 in case 'bound decrease' and 1 in case 'highest label'
548
549      bool end=false;     
550      //Needed for 'bound decrease', true means no active nodes are above bound b.
551
552      int k=n-2;  //bound on the highest level under n containing a node
553      int b=k;    //bound on the highest level under n of an active node
554     
555      VecStack active(n);
556     
557      NNMap left(*g, INVALID);
558      NNMap right(*g, INVALID);
559      VecNode level_list(n,INVALID);
560      //List of the nodes in level i<n, set to n.
561
562      NodeIt v;
563      for(g->first(v); g->valid(v); g->next(v)) level.set(v,n);
564      //setting each node to level n
565     
566      switch ( fe ) {
567      case PREFLOW:
568        {
569          //counting the excess
570          NodeIt v;
571          for(g->first(v); g->valid(v); g->next(v)) {
572            Num exc=0;
573         
574            InEdgeIt e;
575            for(g->first(e,v); g->valid(e); g->next(e)) exc+=(*flow)[e];
576            OutEdgeIt f;
577            for(g->first(f,v); g->valid(f); g->next(f)) exc-=(*flow)[f];
578           
579            excess.set(v,exc);   
580           
581            //putting the active nodes into the stack
582            int lev=level[v];
583            if ( exc > 0 && lev < n && v != t ) active[lev].push(v);
584          }
585          break;
586        }
587      case GEN_FLOW:
588        {
589          //Counting the excess of t
590          Num exc=0;
591         
592          InEdgeIt e;
593          for(g->first(e,t); g->valid(e); g->next(e)) exc+=(*flow)[e];
594          OutEdgeIt f;
595          for(g->first(f,t); g->valid(f); g->next(f)) exc-=(*flow)[f];
596         
597          excess.set(t,exc);   
598         
599          break;
600        }
601      default:
602        break;
603      }
604     
605      preflowPreproc( fe, active, level_list, left, right );
606      //End of preprocessing
607     
608     
609      //Push/relabel on the highest level active nodes.
610      while ( true ) {
611        if ( b == 0 ) {
612          if ( !what_heur && !end && k > 0 ) {
613            b=k;
614            end=true;
615          } else break;
616        }
617       
618        if ( active[b].empty() ) --b;
619        else {
620          end=false; 
621          Node w=active[b].top();
622          active[b].pop();
623          int newlevel=push(w,active);
624          if ( excess[w] > 0 ) relabel(w, newlevel, active, level_list,
625                                       left, right, b, k, what_heur);
626         
627          ++numrelabel;
628          if ( numrelabel >= heur ) {
629            numrelabel=0;
630            if ( what_heur ) {
631              what_heur=0;
632              heur=heur0;
633              end=false;
634            } else {
635              what_heur=1;
636              heur=heur1;
637              b=k;
638            }
639          }
640        }
641      }
642    }
643
644
645
646  template <typename Graph, typename Num, typename CapMap, typename FlowMap>
647  void MaxFlow<Graph, Num, CapMap, FlowMap>::preflowPhase1()
648  {
649     
650      int k=n-2;  //bound on the highest level under n containing a node
651      int b=k;    //bound on the highest level under n of an active node
652     
653      VecStack active(n);
654      level.set(s,0);
655      std::queue<Node> bfs_queue;
656      bfs_queue.push(s);
657           
658      while (!bfs_queue.empty()) {
659       
660        Node v=bfs_queue.front();       
661        bfs_queue.pop();
662        int l=level[v]+1;
663             
664        InEdgeIt e;
665        for(g->first(e,v); g->valid(e); g->next(e)) {
666          if ( (*capacity)[e] <= (*flow)[e] ) continue;
667          Node u=g->tail(e);
668          if ( level[u] >= n ) {
669            bfs_queue.push(u);
670            level.set(u, l);
671            if ( excess[u] > 0 ) active[l].push(u);
672          }
673        }
674       
675        OutEdgeIt f;
676        for(g->first(f,v); g->valid(f); g->next(f)) {
677          if ( 0 >= (*flow)[f] ) continue;
678          Node u=g->head(f);
679          if ( level[u] >= n ) {
680            bfs_queue.push(u);
681            level.set(u, l);
682            if ( excess[u] > 0 ) active[l].push(u);
683          }
684        }
685      }
686      b=n-2;
687
688      while ( true ) {
689       
690        if ( b == 0 ) break;
691
692        if ( active[b].empty() ) --b;
693        else {
694          Node w=active[b].top();
695          active[b].pop();
696          int newlevel=push(w,active);   
697
698          //relabel
699          if ( excess[w] > 0 ) {
700            level.set(w,++newlevel);
701            active[newlevel].push(w);
702            b=newlevel;
703          }
704        }  // if stack[b] is nonempty
705      } // while(true)
706    }
707
708
709
710  template <typename Graph, typename Num, typename CapMap, typename FlowMap>
711  bool MaxFlow<Graph, Num, CapMap, FlowMap>::augmentOnShortestPath()
712  {
713      ResGW res_graph(*g, *capacity, *flow);
714      bool _augment=false;
715     
716      //ReachedMap level(res_graph);
717      FOR_EACH_LOC(typename Graph::NodeIt, e, *g) level.set(e, 0);
718      BfsIterator<ResGW, ReachedMap> bfs(res_graph, level);
719      bfs.pushAndSetReached(s);
720       
721      typename ResGW::template NodeMap<ResGWEdge> pred(res_graph);
722      pred.set(s, INVALID);
723     
724      typename ResGW::template NodeMap<Num> free(res_graph);
725       
726      //searching for augmenting path
727      while ( !bfs.finished() ) {
728        ResGWOutEdgeIt e=bfs;
729        if (res_graph.valid(e) && bfs.isBNodeNewlyReached()) {
730          Node v=res_graph.tail(e);
731          Node w=res_graph.head(e);
732          pred.set(w, e);
733          if (res_graph.valid(pred[v])) {
734            free.set(w, std::min(free[v], res_graph.resCap(e)));
735          } else {
736            free.set(w, res_graph.resCap(e));
737          }
738          if (res_graph.head(e)==t) { _augment=true; break; }
739        }
740       
741        ++bfs;
742      } //end of searching augmenting path
743
744      if (_augment) {
745        Node n=t;
746        Num augment_value=free[t];
747        while (res_graph.valid(pred[n])) {
748          ResGWEdge e=pred[n];
749          res_graph.augment(e, augment_value);
750          n=res_graph.tail(e);
751        }
752      }
753
754      return _augment;
755    }
756
757
758
759
760
761
762
763
764
765  template <typename Graph, typename Num, typename CapMap, typename FlowMap>
766  template<typename MutableGraph>
767  bool MaxFlow<Graph, Num, CapMap, FlowMap>::augmentOnBlockingFlow()
768  {     
769      typedef MutableGraph MG;
770      bool _augment=false;
771
772      ResGW res_graph(*g, *capacity, *flow);
773
774      //bfs for distances on the residual graph
775      //ReachedMap level(res_graph);
776      FOR_EACH_LOC(typename Graph::NodeIt, e, *g) level.set(e, 0);
777      BfsIterator<ResGW, ReachedMap> bfs(res_graph, level);
778      bfs.pushAndSetReached(s);
779      typename ResGW::template NodeMap<int>
780        dist(res_graph); //filled up with 0's
781
782      //F will contain the physical copy of the residual graph
783      //with the set of edges which are on shortest paths
784      MG F;
785      typename ResGW::template NodeMap<typename MG::Node>
786        res_graph_to_F(res_graph);
787      {
788        typename ResGW::NodeIt n;
789        for(res_graph.first(n); res_graph.valid(n); res_graph.next(n)) {
790          res_graph_to_F.set(n, F.addNode());
791        }
792      }
793
794      typename MG::Node sF=res_graph_to_F[s];
795      typename MG::Node tF=res_graph_to_F[t];
796      typename MG::template EdgeMap<ResGWEdge> original_edge(F);
797      typename MG::template EdgeMap<Num> residual_capacity(F);
798
799      while ( !bfs.finished() ) {
800        ResGWOutEdgeIt e=bfs;
801        if (res_graph.valid(e)) {
802          if (bfs.isBNodeNewlyReached()) {
803            dist.set(res_graph.head(e), dist[res_graph.tail(e)]+1);
804            typename MG::Edge f=F.addEdge(res_graph_to_F[res_graph.tail(e)], res_graph_to_F[res_graph.head(e)]);
805            original_edge.update();
806            original_edge.set(f, e);
807            residual_capacity.update();
808            residual_capacity.set(f, res_graph.resCap(e));
809          } else {
810            if (dist[res_graph.head(e)]==(dist[res_graph.tail(e)]+1)) {
811              typename MG::Edge f=F.addEdge(res_graph_to_F[res_graph.tail(e)], res_graph_to_F[res_graph.head(e)]);
812              original_edge.update();
813              original_edge.set(f, e);
814              residual_capacity.update();
815              residual_capacity.set(f, res_graph.resCap(e));
816            }
817          }
818        }
819        ++bfs;
820      } //computing distances from s in the residual graph
821
822      bool __augment=true;
823
824      while (__augment) {
825        __augment=false;
826        //computing blocking flow with dfs
827        DfsIterator< MG, typename MG::template NodeMap<bool> > dfs(F);
828        typename MG::template NodeMap<typename MG::Edge> pred(F);
829        pred.set(sF, INVALID);
830        //invalid iterators for sources
831
832        typename MG::template NodeMap<Num> free(F);
833
834        dfs.pushAndSetReached(sF);     
835        while (!dfs.finished()) {
836          ++dfs;
837          if (F.valid(/*typename MG::OutEdgeIt*/(dfs))) {
838            if (dfs.isBNodeNewlyReached()) {
839              typename MG::Node v=F.aNode(dfs);
840              typename MG::Node w=F.bNode(dfs);
841              pred.set(w, dfs);
842              if (F.valid(pred[v])) {
843                free.set(w, std::min(free[v], residual_capacity[dfs]));
844              } else {
845                free.set(w, residual_capacity[dfs]);
846              }
847              if (w==tF) {
848                __augment=true;
849                _augment=true;
850                break;
851              }
852             
853            } else {
854              F.erase(/*typename MG::OutEdgeIt*/(dfs));
855            }
856          }
857        }
858
859        if (__augment) {
860          typename MG::Node n=tF;
861          Num augment_value=free[tF];
862          while (F.valid(pred[n])) {
863            typename MG::Edge e=pred[n];
864            res_graph.augment(original_edge[e], augment_value);
865            n=F.tail(e);
866            if (residual_capacity[e]==augment_value)
867              F.erase(e);
868            else
869              residual_capacity.set(e, residual_capacity[e]-augment_value);
870          }
871        }
872       
873      }
874           
875      return _augment;
876    }
877
878
879
880
881
882
883  template <typename Graph, typename Num, typename CapMap, typename FlowMap>
884  bool MaxFlow<Graph, Num, CapMap, FlowMap>::augmentOnBlockingFlow2()
885  {
886      bool _augment=false;
887
888      ResGW res_graph(*g, *capacity, *flow);
889     
890      //ReachedMap level(res_graph);
891      FOR_EACH_LOC(typename Graph::NodeIt, e, *g) level.set(e, 0);
892      BfsIterator<ResGW, ReachedMap> bfs(res_graph, level);
893
894      bfs.pushAndSetReached(s);
895      DistanceMap<ResGW> dist(res_graph);
896      while ( !bfs.finished() ) {
897        ResGWOutEdgeIt e=bfs;
898        if (res_graph.valid(e) && bfs.isBNodeNewlyReached()) {
899          dist.set(res_graph.head(e), dist[res_graph.tail(e)]+1);
900        }
901        ++bfs;
902      } //computing distances from s in the residual graph
903
904      //Subgraph containing the edges on some shortest paths
905      ConstMap<typename ResGW::Node, bool> true_map(true);
906      typedef SubGraphWrapper<ResGW, ConstMap<typename ResGW::Node, bool>,
907        DistanceMap<ResGW> > FilterResGW;
908      FilterResGW filter_res_graph(res_graph, true_map, dist);
909
910      //Subgraph, which is able to delete edges which are already
911      //met by the dfs
912      typename FilterResGW::template NodeMap<typename FilterResGW::OutEdgeIt>
913        first_out_edges(filter_res_graph);
914      typename FilterResGW::NodeIt v;
915      for(filter_res_graph.first(v); filter_res_graph.valid(v);
916          filter_res_graph.next(v))
917      {
918        typename FilterResGW::OutEdgeIt e;
919        filter_res_graph.first(e, v);
920        first_out_edges.set(v, e);
921      }
922      typedef ErasingFirstGraphWrapper<FilterResGW, typename FilterResGW::
923        template NodeMap<typename FilterResGW::OutEdgeIt> > ErasingResGW;
924      ErasingResGW erasing_res_graph(filter_res_graph, first_out_edges);
925
926      bool __augment=true;
927
928      while (__augment) {
929
930        __augment=false;
931        //computing blocking flow with dfs
932        DfsIterator< ErasingResGW,
933          typename ErasingResGW::template NodeMap<bool> >
934          dfs(erasing_res_graph);
935        typename ErasingResGW::
936          template NodeMap<typename ErasingResGW::OutEdgeIt>
937          pred(erasing_res_graph);
938        pred.set(s, INVALID);
939        //invalid iterators for sources
940
941        typename ErasingResGW::template NodeMap<Num>
942          free1(erasing_res_graph);
943
944        dfs.pushAndSetReached(
945          typename ErasingResGW::Node(
946            typename FilterResGW::Node(
947              typename ResGW::Node(s)
948              )
949            )
950          );
951        while (!dfs.finished()) {
952          ++dfs;
953          if (erasing_res_graph.valid(
954                typename ErasingResGW::OutEdgeIt(dfs)))
955          {
956            if (dfs.isBNodeNewlyReached()) {
957         
958              typename ErasingResGW::Node v=erasing_res_graph.aNode(dfs);
959              typename ErasingResGW::Node w=erasing_res_graph.bNode(dfs);
960
961              pred.set(w, /*typename ErasingResGW::OutEdgeIt*/(dfs));
962              if (erasing_res_graph.valid(pred[v])) {
963                free1.set(w, std::min(free1[v], res_graph.resCap(
964                                       typename ErasingResGW::OutEdgeIt(dfs))));
965              } else {
966                free1.set(w, res_graph.resCap(
967                           typename ErasingResGW::OutEdgeIt(dfs)));
968              }
969             
970              if (w==t) {
971                __augment=true;
972                _augment=true;
973                break;
974              }
975            } else {
976              erasing_res_graph.erase(dfs);
977            }
978          }
979        }       
980
981        if (__augment) {
982          typename ErasingResGW::Node n=typename FilterResGW::Node(typename ResGW::Node(t));
983//        typename ResGW::NodeMap<Num> a(res_graph);
984//        typename ResGW::Node b;
985//        Num j=a[b];
986//        typename FilterResGW::NodeMap<Num> a1(filter_res_graph);
987//        typename FilterResGW::Node b1;
988//        Num j1=a1[b1];
989//        typename ErasingResGW::NodeMap<Num> a2(erasing_res_graph);
990//        typename ErasingResGW::Node b2;
991//        Num j2=a2[b2];
992          Num augment_value=free1[n];
993          while (erasing_res_graph.valid(pred[n])) {
994            typename ErasingResGW::OutEdgeIt e=pred[n];
995            res_graph.augment(e, augment_value);
996            n=erasing_res_graph.tail(e);
997            if (res_graph.resCap(e)==0)
998              erasing_res_graph.erase(e);
999        }
1000      }
1001     
1002      } //while (__augment)
1003           
1004      return _augment;
1005    }
1006
1007
1008
1009
1010} //namespace hugo
1011
1012#endif //HUGO_MAX_FLOW_H
1013
1014
1015
1016
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.