| 1 | // -*- C++ -*- | 
|---|
| 2 | #ifndef HUGO_MAX_FLOW_H | 
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| 3 | #define HUGO_MAX_FLOW_H | 
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| 4 |  | 
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| 5 | ///\ingroup galgs | 
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| 6 | ///\file | 
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| 7 | ///\brief Maximum flow algorithm. | 
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| 8 |  | 
|---|
| 9 | #define H0 20 | 
|---|
| 10 | #define H1 1 | 
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| 11 |  | 
|---|
| 12 | #include <vector> | 
|---|
| 13 | #include <queue> | 
|---|
| 14 | #include <stack> | 
|---|
| 15 |  | 
|---|
| 16 | #include <graph_wrapper.h> | 
|---|
| 17 | #include <bfs_iterator.h> | 
|---|
| 18 | #include <invalid.h> | 
|---|
| 19 | #include <maps.h> | 
|---|
| 20 | #include <for_each_macros.h> | 
|---|
| 21 |  | 
|---|
| 22 | /// \file | 
|---|
| 23 | /// \brief Dimacs file format reader. | 
|---|
| 24 |  | 
|---|
| 25 | namespace hugo { | 
|---|
| 26 |  | 
|---|
| 27 |   /// \addtogroup galgs | 
|---|
| 28 |   /// @{ | 
|---|
| 29 |  | 
|---|
| 30 |   ///Maximum flow algorithms class. | 
|---|
| 31 |  | 
|---|
| 32 |   ///This class provides various algorithms for finding a flow of | 
|---|
| 33 |   ///maximum value in a directed graph. The \e source node, the \e | 
|---|
| 34 |   ///target node, the \e capacity of the edges and the \e starting \e | 
|---|
| 35 |   ///flow value of the edges can be passed to the algorithm by the | 
|---|
| 36 |   ///constructor. It is possible to change these quantities using the | 
|---|
| 37 |   ///functions \ref resetSource, \ref resetTarget, \ref resetCap and | 
|---|
| 38 |   ///\ref resetFlow. Before any subsequent runs of any algorithm of | 
|---|
| 39 |   ///the class \ref resetFlow should be called, otherwise it will | 
|---|
| 40 |   ///start from a maximum flow. | 
|---|
| 41 |  | 
|---|
| 42 |   ///After running an algorithm of the class, the maximum value of a | 
|---|
| 43 |   ///value can be obtained by calling \ref flowValue(). The minimum | 
|---|
| 44 |   ///value cut can be written into a \c node map of \c bools by | 
|---|
| 45 |   ///calling \ref minCut. (\ref minMinCut and \ref maxMinCut writes | 
|---|
| 46 |   ///the inclusionwise minimum and maximum of the minimum value | 
|---|
| 47 |   ///cuts, resp.) | 
|---|
| 48 |  | 
|---|
| 49 |   ///\param Graph The undirected graph type the algorithm runs on. | 
|---|
| 50 |   ///\param Num The number type of the capacities and the flow values. | 
|---|
| 51 |   ///\param The type of the capacity map. | 
|---|
| 52 |   ///\param The type of the flow map. | 
|---|
| 53 |  | 
|---|
| 54 |   ///\author Marton Makai, Jacint Szabo | 
|---|
| 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 |     typedef ResGraphWrapper<const Graph, Num, CapMap, FlowMap> ResGW; | 
|---|
| 70 |     typedef typename ResGW::OutEdgeIt ResGWOutEdgeIt; | 
|---|
| 71 |     typedef typename ResGW::Edge ResGWEdge; | 
|---|
| 72 |     //typedef typename ResGW::template NodeMap<bool> ReachedMap;  //fixme | 
|---|
| 73 |     typedef typename Graph::template NodeMap<int> ReachedMap; | 
|---|
| 74 |      | 
|---|
| 75 |     const Graph* g; | 
|---|
| 76 |     Node s; | 
|---|
| 77 |     Node t; | 
|---|
| 78 |     const CapMap* capacity;   | 
|---|
| 79 |     FlowMap* flow; | 
|---|
| 80 |     int n;          //the number of nodes of G | 
|---|
| 81 |  | 
|---|
| 82 |     //level works as a bool map in augmenting path algorithms and is | 
|---|
| 83 |     //used by bfs for storing reached information.  In preflow, it | 
|---|
| 84 |     //shows the levels of nodes.  | 
|---|
| 85 |     ReachedMap level; | 
|---|
| 86 |      | 
|---|
| 87 |     //excess is needed only in preflow | 
|---|
| 88 |     typename Graph::template NodeMap<Num> excess;  | 
|---|
| 89 |  | 
|---|
| 90 |  | 
|---|
| 91 |     //fixme | 
|---|
| 92 |     //   protected: | 
|---|
| 93 |     //     MaxFlow() { } | 
|---|
| 94 |     //     void set(const Graph& _G, Node _s, Node _t, const CapMap& _capacity,  | 
|---|
| 95 |     //       FlowMap& _flow)  | 
|---|
| 96 |     //       { | 
|---|
| 97 |     //  g=&_G;  | 
|---|
| 98 |     //  s=_s;  | 
|---|
| 99 |     //  t=_t;  | 
|---|
| 100 |     //  capacity=&_capacity; | 
|---|
| 101 |     //  flow=&_flow; | 
|---|
| 102 |     //  n=_G.nodeNum; | 
|---|
| 103 |     //  level.set (_G); //kellene vmi ilyesmi fv  | 
|---|
| 104 |     //  excess(_G,0); //itt is | 
|---|
| 105 |     //       } | 
|---|
| 106 |  | 
|---|
| 107 |   public: | 
|---|
| 108 |   | 
|---|
| 109 |     ///Indicates the property of the starting flow.  | 
|---|
| 110 |  | 
|---|
| 111 |     ///Indicates the property of the starting flow. The meanings:  | 
|---|
| 112 |     ///- \c ZERO_FLOW: constant zero flow | 
|---|
| 113 |     ///- \c GEN_FLOW: any flow, i.e. the sum of the in-flows equals to | 
|---|
| 114 |     ///the sum of the out-flows in every node except the source and | 
|---|
| 115 |     ///the target. | 
|---|
| 116 |     ///- \c PRE_FLOW: any preflow, i.e. the sum of the in-flows is at | 
|---|
| 117 |     ///least the sum of the out-flows in every node except the source. | 
|---|
| 118 |     enum flowEnum{ | 
|---|
| 119 |       ZERO_FLOW=0, | 
|---|
| 120 |       GEN_FLOW=1, | 
|---|
| 121 |       PRE_FLOW=2 | 
|---|
| 122 |     }; | 
|---|
| 123 |  | 
|---|
| 124 |     MaxFlow(const Graph& _G, Node _s, Node _t, const CapMap& _capacity,  | 
|---|
| 125 |             FlowMap& _flow) : | 
|---|
| 126 |       g(&_G), s(_s), t(_t), capacity(&_capacity),  | 
|---|
| 127 |       flow(&_flow), n(_G.nodeNum()), level(_G), excess(_G,0) {} | 
|---|
| 128 |  | 
|---|
| 129 |     ///Runs a maximum flow algorithm. | 
|---|
| 130 |  | 
|---|
| 131 |     ///Runs a preflow algorithm, which is the fastest maximum flow | 
|---|
| 132 |     ///algorithm up-to-date. The default for \c fe is ZERO_FLOW. | 
|---|
| 133 |     ///\pre The starting flow must be a  | 
|---|
| 134 |     /// - constant zero flow if \c fe is \c ZERO_FLOW, | 
|---|
| 135 |     /// - an arbitary flow if \c fe is \c GEN_FLOW,  | 
|---|
| 136 |     /// - an arbitary preflow if \c fe is \c PRE_FLOW. | 
|---|
| 137 |     void run( flowEnum fe=ZERO_FLOW ) { | 
|---|
| 138 |       preflow(fe); | 
|---|
| 139 |     } | 
|---|
| 140 |      | 
|---|
| 141 |     ///Runs a preflow algorithm. | 
|---|
| 142 |  | 
|---|
| 143 |     ///Runs a preflow algorithm. The preflow algorithms provide the | 
|---|
| 144 |     ///fastest way to compute a maximum flow in a directed graph. | 
|---|
| 145 |     ///\pre The starting flow must be a  | 
|---|
| 146 |     /// - constant zero flow if \c fe is \c ZERO_FLOW, | 
|---|
| 147 |     /// - an arbitary flow if \c fe is \c GEN_FLOW,  | 
|---|
| 148 |     /// - an arbitary preflow if \c fe is \c PRE_FLOW. | 
|---|
| 149 |     void preflow(flowEnum fe) { | 
|---|
| 150 |       preflowPhase1(fe); | 
|---|
| 151 |       preflowPhase2(); | 
|---|
| 152 |     } | 
|---|
| 153 |     // Heuristics:  | 
|---|
| 154 |     //   2 phase | 
|---|
| 155 |     //   gap | 
|---|
| 156 |     //   list 'level_list' on the nodes on level i implemented by hand | 
|---|
| 157 |     //   stack 'active' on the active nodes on level i | 
|---|
| 158 |     //   runs heuristic 'highest label' for H1*n relabels | 
|---|
| 159 |     //   runs heuristic 'bound decrease' for H0*n relabels, starts with 'highest label' | 
|---|
| 160 |     //   Parameters H0 and H1 are initialized to 20 and 1. | 
|---|
| 161 |  | 
|---|
| 162 |     ///Runs the first phase of the preflow algorithm. | 
|---|
| 163 |      | 
|---|
| 164 |     ///The preflow algorithm consists of two phases, this method runs the | 
|---|
| 165 |     ///first phase. After the first phase the maximum flow value and a | 
|---|
| 166 |     ///minimum value cut can already be computed, though a maximum flow | 
|---|
| 167 |     ///is net yet obtained. So after calling this method \ref flowValue | 
|---|
| 168 |     ///and \ref actMinCut gives proper results.  | 
|---|
| 169 |     ///\warning: \ref minCut, \ref minMinCut and \ref maxMinCut do not | 
|---|
| 170 |     ///give minimum value cuts unless calling \ref preflowPhase2. | 
|---|
| 171 |     ///\pre The starting flow must be a  | 
|---|
| 172 |     /// - constant zero flow if \c fe is \c ZERO_FLOW, | 
|---|
| 173 |     /// - an arbitary flow if \c fe is \c GEN_FLOW,  | 
|---|
| 174 |     /// - an arbitary preflow if \c fe is \c PRE_FLOW. | 
|---|
| 175 |     void preflowPhase1( flowEnum fe ); | 
|---|
| 176 |  | 
|---|
| 177 |     ///Runs the second phase of the preflow algorithm. | 
|---|
| 178 |      | 
|---|
| 179 |     ///The preflow algorithm consists of two phases, this method runs | 
|---|
| 180 |     ///the second phase. After calling \ref preflowPhase1 and then | 
|---|
| 181 |     ///\ref preflowPhase2 the methods \ref flowValue, \ref minCut, | 
|---|
| 182 |     ///\ref minMinCut and \ref maxMinCut give proper results. | 
|---|
| 183 |     ///\pre \ref preflowPhase1 must be called before. | 
|---|
| 184 |     void preflowPhase2(); | 
|---|
| 185 |  | 
|---|
| 186 |     /// Starting from a flow, this method searches for an augmenting path  | 
|---|
| 187 |     /// according to the Edmonds-Karp algorithm  | 
|---|
| 188 |     /// and augments the flow on if any.  | 
|---|
| 189 |     /// The return value shows if the augmentation was successful. | 
|---|
| 190 |     bool augmentOnShortestPath(); | 
|---|
| 191 |  | 
|---|
| 192 |     /// Starting from a flow, this method searches for an augmenting blockin  | 
|---|
| 193 |     /// flow according to Dinits' algorithm and augments the flow on if any.  | 
|---|
| 194 |     /// The blocking flow is computed in a physically constructed  | 
|---|
| 195 |     /// residual graph of type \c Mutablegraph. | 
|---|
| 196 |     /// The return value show sif the augmentation was succesful. | 
|---|
| 197 |     template<typename MutableGraph> bool augmentOnBlockingFlow(); | 
|---|
| 198 |  | 
|---|
| 199 |     /// The same as \c augmentOnBlockingFlow<MutableGraph> but the  | 
|---|
| 200 |     /// residual graph is not constructed physically. | 
|---|
| 201 |     /// The return value shows if the augmentation was succesful. | 
|---|
| 202 |     bool augmentOnBlockingFlow2(); | 
|---|
| 203 |  | 
|---|
| 204 |     /// Returns the actual flow value. | 
|---|
| 205 |     /// More precisely, it returns the negative excess of s, thus  | 
|---|
| 206 |     /// this works also for preflows. | 
|---|
| 207 |     ///Can be called already after \ref preflowPhase1. | 
|---|
| 208 |  | 
|---|
| 209 |     Num flowValue() {  | 
|---|
| 210 |       Num a=0; | 
|---|
| 211 |       FOR_EACH_INC_LOC(OutEdgeIt, e, *g, s) a+=(*flow)[e]; | 
|---|
| 212 |       FOR_EACH_INC_LOC(InEdgeIt, e, *g, s) a-=(*flow)[e]; | 
|---|
| 213 |       return a; | 
|---|
| 214 |       //marci figyu: excess[t] epp ezt adja preflow 0. fazisa utan | 
|---|
| 215 |     } | 
|---|
| 216 |  | 
|---|
| 217 |     ///Returns a minimum value cut after calling \ref preflowPhase1. | 
|---|
| 218 |  | 
|---|
| 219 |     ///After the first phase of the preflow algorithm the maximum flow | 
|---|
| 220 |     ///value and a minimum value cut can already be computed. This | 
|---|
| 221 |     ///method can be called after running \ref preflowPhase1 for | 
|---|
| 222 |     ///obtaining a minimum value cut. | 
|---|
| 223 |     ///\warning: Gives proper result only right after calling \ref | 
|---|
| 224 |     ///preflowPhase1. | 
|---|
| 225 |     ///\todo We have to make some status variable which shows the actual state  | 
|---|
| 226 |     /// of the class. This enables us to determine which methods are valid  | 
|---|
| 227 |     /// for MinCut computation | 
|---|
| 228 |     template<typename _CutMap> | 
|---|
| 229 |     void actMinCut(_CutMap& M) { | 
|---|
| 230 |       NodeIt v; | 
|---|
| 231 |       for(g->first(v); g->valid(v); g->next(v)) { | 
|---|
| 232 |         if ( level[v] < n ) { | 
|---|
| 233 |           M.set(v,false); | 
|---|
| 234 |         } else { | 
|---|
| 235 |           M.set(v,true); | 
|---|
| 236 |         } | 
|---|
| 237 |       } | 
|---|
| 238 |     } | 
|---|
| 239 |      | 
|---|
| 240 |     ///Returns the inclusionwise minimum of the minimum value cuts. | 
|---|
| 241 |  | 
|---|
| 242 |     ///Sets \c M to the characteristic vector of the minimum value cut | 
|---|
| 243 |     ///which is inclusionwise minimum. It is computed by processing | 
|---|
| 244 |     ///a bfs from the source node \c s in the residual graph. | 
|---|
| 245 |     ///\pre M should be a node map of bools initialized to false. | 
|---|
| 246 |     ///\pre \c flow must be a maximum flow. | 
|---|
| 247 |     template<typename _CutMap> | 
|---|
| 248 |     void minMinCut(_CutMap& M) { | 
|---|
| 249 |      | 
|---|
| 250 |       std::queue<Node> queue; | 
|---|
| 251 |        | 
|---|
| 252 |       M.set(s,true);       | 
|---|
| 253 |       queue.push(s); | 
|---|
| 254 |  | 
|---|
| 255 |       while (!queue.empty()) { | 
|---|
| 256 |         Node w=queue.front(); | 
|---|
| 257 |         queue.pop(); | 
|---|
| 258 |  | 
|---|
| 259 |         OutEdgeIt e; | 
|---|
| 260 |         for(g->first(e,w) ; g->valid(e); g->next(e)) { | 
|---|
| 261 |           Node v=g->head(e); | 
|---|
| 262 |           if (!M[v] && (*flow)[e] < (*capacity)[e] ) { | 
|---|
| 263 |             queue.push(v); | 
|---|
| 264 |             M.set(v, true); | 
|---|
| 265 |           } | 
|---|
| 266 |         }  | 
|---|
| 267 |  | 
|---|
| 268 |         InEdgeIt f; | 
|---|
| 269 |         for(g->first(f,w) ; g->valid(f); g->next(f)) { | 
|---|
| 270 |           Node v=g->tail(f); | 
|---|
| 271 |           if (!M[v] && (*flow)[f] > 0 ) { | 
|---|
| 272 |             queue.push(v); | 
|---|
| 273 |             M.set(v, true); | 
|---|
| 274 |           } | 
|---|
| 275 |         }  | 
|---|
| 276 |       } | 
|---|
| 277 |     } | 
|---|
| 278 |  | 
|---|
| 279 |  | 
|---|
| 280 |     ///Returns the inclusionwise maximum of the minimum value cuts. | 
|---|
| 281 |  | 
|---|
| 282 |     ///Sets \c M to the characteristic vector of the minimum value cut | 
|---|
| 283 |     ///which is inclusionwise maximum. It is computed by processing a | 
|---|
| 284 |     ///backward bfs from the target node \c t in the residual graph. | 
|---|
| 285 |     ///\pre M should be a node map of bools initialized to false. | 
|---|
| 286 |     ///\pre \c flow must be a maximum flow. | 
|---|
| 287 |     template<typename _CutMap> | 
|---|
| 288 |     void maxMinCut(_CutMap& M) { | 
|---|
| 289 |  | 
|---|
| 290 |       NodeIt v; | 
|---|
| 291 |       for(g->first(v) ; g->valid(v); g->next(v)) { | 
|---|
| 292 |         M.set(v, true); | 
|---|
| 293 |       } | 
|---|
| 294 |  | 
|---|
| 295 |       std::queue<Node> queue; | 
|---|
| 296 |        | 
|---|
| 297 |       M.set(t,false);         | 
|---|
| 298 |       queue.push(t); | 
|---|
| 299 |  | 
|---|
| 300 |       while (!queue.empty()) { | 
|---|
| 301 |         Node w=queue.front(); | 
|---|
| 302 |         queue.pop(); | 
|---|
| 303 |  | 
|---|
| 304 |  | 
|---|
| 305 |         InEdgeIt e; | 
|---|
| 306 |         for(g->first(e,w) ; g->valid(e); g->next(e)) { | 
|---|
| 307 |           Node v=g->tail(e); | 
|---|
| 308 |           if (M[v] && (*flow)[e] < (*capacity)[e] ) { | 
|---|
| 309 |             queue.push(v); | 
|---|
| 310 |             M.set(v, false); | 
|---|
| 311 |           } | 
|---|
| 312 |         } | 
|---|
| 313 |          | 
|---|
| 314 |         OutEdgeIt f; | 
|---|
| 315 |         for(g->first(f,w) ; g->valid(f); g->next(f)) { | 
|---|
| 316 |           Node v=g->head(f); | 
|---|
| 317 |           if (M[v] && (*flow)[f] > 0 ) { | 
|---|
| 318 |             queue.push(v); | 
|---|
| 319 |             M.set(v, false); | 
|---|
| 320 |           } | 
|---|
| 321 |         } | 
|---|
| 322 |       } | 
|---|
| 323 |     } | 
|---|
| 324 |  | 
|---|
| 325 |  | 
|---|
| 326 |     ///Returns a minimum value cut. | 
|---|
| 327 |  | 
|---|
| 328 |     ///Sets \c M to the characteristic vector of a minimum value cut. | 
|---|
| 329 |     ///\pre M should be a node map of bools initialized to false. | 
|---|
| 330 |     ///\pre \c flow must be a maximum flow. | 
|---|
| 331 |     template<typename CutMap> | 
|---|
| 332 |     void minCut(CutMap& M) { minMinCut(M); } | 
|---|
| 333 |  | 
|---|
| 334 |     ///Resets the source node to \c _s. | 
|---|
| 335 |  | 
|---|
| 336 |     ///Resets the source node to \c _s. | 
|---|
| 337 |     /// | 
|---|
| 338 |     void resetSource(Node _s) { s=_s; } | 
|---|
| 339 |  | 
|---|
| 340 |  | 
|---|
| 341 |     ///Resets the target node to \c _t. | 
|---|
| 342 |  | 
|---|
| 343 |     ///Resets the target node to \c _t. | 
|---|
| 344 |     /// | 
|---|
| 345 |     void resetTarget(Node _t) { t=_t; } | 
|---|
| 346 |     | 
|---|
| 347 |     /// Resets the edge map of the capacities to _cap. | 
|---|
| 348 |  | 
|---|
| 349 |     /// Resets the edge map of the capacities to _cap. | 
|---|
| 350 |     /// | 
|---|
| 351 |     void resetCap(const CapMap& _cap) { capacity=&_cap; } | 
|---|
| 352 |      | 
|---|
| 353 |     /// Resets the edge map of the flows to _flow. | 
|---|
| 354 |  | 
|---|
| 355 |     /// Resets the edge map of the flows to _flow. | 
|---|
| 356 |     /// | 
|---|
| 357 |     void resetFlow(FlowMap& _flow) { flow=&_flow; } | 
|---|
| 358 |  | 
|---|
| 359 |  | 
|---|
| 360 |   private: | 
|---|
| 361 |  | 
|---|
| 362 |     int push(Node w, VecStack& active) { | 
|---|
| 363 |        | 
|---|
| 364 |       int lev=level[w]; | 
|---|
| 365 |       Num exc=excess[w]; | 
|---|
| 366 |       int newlevel=n;       //bound on the next level of w | 
|---|
| 367 |            | 
|---|
| 368 |       OutEdgeIt e; | 
|---|
| 369 |       for(g->first(e,w); g->valid(e); g->next(e)) { | 
|---|
| 370 |              | 
|---|
| 371 |         if ( (*flow)[e] >= (*capacity)[e] ) continue;  | 
|---|
| 372 |         Node v=g->head(e);             | 
|---|
| 373 |              | 
|---|
| 374 |         if( lev > level[v] ) { //Push is allowed now | 
|---|
| 375 |            | 
|---|
| 376 |           if ( excess[v]<=0 && v!=t && v!=s ) { | 
|---|
| 377 |             int lev_v=level[v]; | 
|---|
| 378 |             active[lev_v].push(v); | 
|---|
| 379 |           } | 
|---|
| 380 |            | 
|---|
| 381 |           Num cap=(*capacity)[e]; | 
|---|
| 382 |           Num flo=(*flow)[e]; | 
|---|
| 383 |           Num remcap=cap-flo; | 
|---|
| 384 |            | 
|---|
| 385 |           if ( remcap >= exc ) { //A nonsaturating push. | 
|---|
| 386 |              | 
|---|
| 387 |             flow->set(e, flo+exc); | 
|---|
| 388 |             excess.set(v, excess[v]+exc); | 
|---|
| 389 |             exc=0; | 
|---|
| 390 |             break;  | 
|---|
| 391 |              | 
|---|
| 392 |           } else { //A saturating push. | 
|---|
| 393 |             flow->set(e, cap); | 
|---|
| 394 |             excess.set(v, excess[v]+remcap); | 
|---|
| 395 |             exc-=remcap; | 
|---|
| 396 |           } | 
|---|
| 397 |         } else if ( newlevel > level[v] ) newlevel = level[v]; | 
|---|
| 398 |       } //for out edges wv  | 
|---|
| 399 |        | 
|---|
| 400 |       if ( exc > 0 ) {   | 
|---|
| 401 |         InEdgeIt e; | 
|---|
| 402 |         for(g->first(e,w); g->valid(e); g->next(e)) { | 
|---|
| 403 |            | 
|---|
| 404 |           if( (*flow)[e] <= 0 ) continue;  | 
|---|
| 405 |           Node v=g->tail(e);  | 
|---|
| 406 |            | 
|---|
| 407 |           if( lev > level[v] ) { //Push is allowed now | 
|---|
| 408 |              | 
|---|
| 409 |             if ( excess[v]<=0 && v!=t && v!=s ) { | 
|---|
| 410 |               int lev_v=level[v]; | 
|---|
| 411 |               active[lev_v].push(v); | 
|---|
| 412 |             } | 
|---|
| 413 |              | 
|---|
| 414 |             Num flo=(*flow)[e]; | 
|---|
| 415 |              | 
|---|
| 416 |             if ( flo >= exc ) { //A nonsaturating push. | 
|---|
| 417 |                | 
|---|
| 418 |               flow->set(e, flo-exc); | 
|---|
| 419 |               excess.set(v, excess[v]+exc); | 
|---|
| 420 |               exc=0; | 
|---|
| 421 |               break;  | 
|---|
| 422 |             } else {  //A saturating push. | 
|---|
| 423 |                | 
|---|
| 424 |               excess.set(v, excess[v]+flo); | 
|---|
| 425 |               exc-=flo; | 
|---|
| 426 |               flow->set(e,0); | 
|---|
| 427 |             }   | 
|---|
| 428 |           } else if ( newlevel > level[v] ) newlevel = level[v]; | 
|---|
| 429 |         } //for in edges vw | 
|---|
| 430 |          | 
|---|
| 431 |       } // if w still has excess after the out edge for cycle | 
|---|
| 432 |        | 
|---|
| 433 |       excess.set(w, exc); | 
|---|
| 434 |        | 
|---|
| 435 |       return newlevel; | 
|---|
| 436 |     } | 
|---|
| 437 |  | 
|---|
| 438 |  | 
|---|
| 439 |     void preflowPreproc ( flowEnum fe, VecStack& active,  | 
|---|
| 440 |                           VecNode& level_list, NNMap& left, NNMap& right ) { | 
|---|
| 441 |  | 
|---|
| 442 |                             std::queue<Node> bfs_queue; | 
|---|
| 443 |        | 
|---|
| 444 |                             switch ( fe ) { | 
|---|
| 445 |                             case ZERO_FLOW:  | 
|---|
| 446 |                               { | 
|---|
| 447 |                                 //Reverse_bfs from t, to find the starting level. | 
|---|
| 448 |                                 level.set(t,0); | 
|---|
| 449 |                                 bfs_queue.push(t); | 
|---|
| 450 |          | 
|---|
| 451 |                                 while (!bfs_queue.empty()) { | 
|---|
| 452 |              | 
|---|
| 453 |                                   Node v=bfs_queue.front();      | 
|---|
| 454 |                                   bfs_queue.pop(); | 
|---|
| 455 |                                   int l=level[v]+1; | 
|---|
| 456 |              | 
|---|
| 457 |                                   InEdgeIt e; | 
|---|
| 458 |                                   for(g->first(e,v); g->valid(e); g->next(e)) { | 
|---|
| 459 |                                     Node w=g->tail(e); | 
|---|
| 460 |                                     if ( level[w] == n && w != s ) { | 
|---|
| 461 |                                       bfs_queue.push(w); | 
|---|
| 462 |                                       Node first=level_list[l]; | 
|---|
| 463 |                                       if ( g->valid(first) ) left.set(first,w); | 
|---|
| 464 |                                       right.set(w,first); | 
|---|
| 465 |                                       level_list[l]=w; | 
|---|
| 466 |                                       level.set(w, l); | 
|---|
| 467 |                                     } | 
|---|
| 468 |                                   } | 
|---|
| 469 |                                 } | 
|---|
| 470 |            | 
|---|
| 471 |                                 //the starting flow | 
|---|
| 472 |                                 OutEdgeIt e; | 
|---|
| 473 |                                 for(g->first(e,s); g->valid(e); g->next(e))  | 
|---|
| 474 |                                   { | 
|---|
| 475 |                                     Num c=(*capacity)[e]; | 
|---|
| 476 |                                     if ( c <= 0 ) continue; | 
|---|
| 477 |                                     Node w=g->head(e); | 
|---|
| 478 |                                     if ( level[w] < n ) {          | 
|---|
| 479 |                                       if ( excess[w] <= 0 && w!=t ) active[level[w]].push(w); | 
|---|
| 480 |                                       flow->set(e, c);  | 
|---|
| 481 |                                       excess.set(w, excess[w]+c); | 
|---|
| 482 |                                     } | 
|---|
| 483 |                                   } | 
|---|
| 484 |                                 break; | 
|---|
| 485 |                               } | 
|---|
| 486 |          | 
|---|
| 487 |                             case GEN_FLOW: | 
|---|
| 488 |                             case PRE_FLOW: | 
|---|
| 489 |                               { | 
|---|
| 490 |                                 //Reverse_bfs from t in the residual graph,  | 
|---|
| 491 |                                 //to find the starting level. | 
|---|
| 492 |                                 level.set(t,0); | 
|---|
| 493 |                                 bfs_queue.push(t); | 
|---|
| 494 |            | 
|---|
| 495 |                                 while (!bfs_queue.empty()) { | 
|---|
| 496 |              | 
|---|
| 497 |                                   Node v=bfs_queue.front();      | 
|---|
| 498 |                                   bfs_queue.pop(); | 
|---|
| 499 |                                   int l=level[v]+1; | 
|---|
| 500 |              | 
|---|
| 501 |                                   InEdgeIt e; | 
|---|
| 502 |                                   for(g->first(e,v); g->valid(e); g->next(e)) { | 
|---|
| 503 |                                     if ( (*capacity)[e] <= (*flow)[e] ) continue; | 
|---|
| 504 |                                     Node w=g->tail(e); | 
|---|
| 505 |                                     if ( level[w] == n && w != s ) { | 
|---|
| 506 |                                       bfs_queue.push(w); | 
|---|
| 507 |                                       Node first=level_list[l]; | 
|---|
| 508 |                                       if ( g->valid(first) ) left.set(first,w); | 
|---|
| 509 |                                       right.set(w,first); | 
|---|
| 510 |                                       level_list[l]=w; | 
|---|
| 511 |                                       level.set(w, l); | 
|---|
| 512 |                                     } | 
|---|
| 513 |                                   } | 
|---|
| 514 |              | 
|---|
| 515 |                                   OutEdgeIt f; | 
|---|
| 516 |                                   for(g->first(f,v); g->valid(f); g->next(f)) { | 
|---|
| 517 |                                     if ( 0 >= (*flow)[f] ) continue; | 
|---|
| 518 |                                     Node w=g->head(f); | 
|---|
| 519 |                                     if ( level[w] == n && w != s ) { | 
|---|
| 520 |                                       bfs_queue.push(w); | 
|---|
| 521 |                                       Node first=level_list[l]; | 
|---|
| 522 |                                       if ( g->valid(first) ) left.set(first,w); | 
|---|
| 523 |                                       right.set(w,first); | 
|---|
| 524 |                                       level_list[l]=w; | 
|---|
| 525 |                                       level.set(w, l); | 
|---|
| 526 |                                     } | 
|---|
| 527 |                                   } | 
|---|
| 528 |                                 } | 
|---|
| 529 |            | 
|---|
| 530 |            | 
|---|
| 531 |                                 //the starting flow | 
|---|
| 532 |                                 OutEdgeIt e; | 
|---|
| 533 |                                 for(g->first(e,s); g->valid(e); g->next(e))  | 
|---|
| 534 |                                   { | 
|---|
| 535 |                                     Num rem=(*capacity)[e]-(*flow)[e]; | 
|---|
| 536 |                                     if ( rem <= 0 ) continue; | 
|---|
| 537 |                                     Node w=g->head(e); | 
|---|
| 538 |                                     if ( level[w] < n ) {          | 
|---|
| 539 |                                       if ( excess[w] <= 0 && w!=t ) active[level[w]].push(w); | 
|---|
| 540 |                                       flow->set(e, (*capacity)[e]);  | 
|---|
| 541 |                                       excess.set(w, excess[w]+rem); | 
|---|
| 542 |                                     } | 
|---|
| 543 |                                   } | 
|---|
| 544 |            | 
|---|
| 545 |                                 InEdgeIt f; | 
|---|
| 546 |                                 for(g->first(f,s); g->valid(f); g->next(f))  | 
|---|
| 547 |                                   { | 
|---|
| 548 |                                     if ( (*flow)[f] <= 0 ) continue; | 
|---|
| 549 |                                     Node w=g->tail(f); | 
|---|
| 550 |                                     if ( level[w] < n ) {          | 
|---|
| 551 |                                       if ( excess[w] <= 0 && w!=t ) active[level[w]].push(w); | 
|---|
| 552 |                                       excess.set(w, excess[w]+(*flow)[f]); | 
|---|
| 553 |                                       flow->set(f, 0);  | 
|---|
| 554 |                                     } | 
|---|
| 555 |                                   }   | 
|---|
| 556 |                                 break; | 
|---|
| 557 |                               } //case PRE_FLOW | 
|---|
| 558 |                             } | 
|---|
| 559 |                           } //preflowPreproc | 
|---|
| 560 |  | 
|---|
| 561 |  | 
|---|
| 562 |  | 
|---|
| 563 |     void relabel(Node w, int newlevel, VecStack& active,   | 
|---|
| 564 |                  VecNode& level_list, NNMap& left,  | 
|---|
| 565 |                  NNMap& right, int& b, int& k, bool what_heur )  | 
|---|
| 566 |     { | 
|---|
| 567 |  | 
|---|
| 568 |       Num lev=level[w];  | 
|---|
| 569 |        | 
|---|
| 570 |       Node right_n=right[w]; | 
|---|
| 571 |       Node left_n=left[w]; | 
|---|
| 572 |        | 
|---|
| 573 |       //unlacing starts | 
|---|
| 574 |       if ( g->valid(right_n) ) { | 
|---|
| 575 |         if ( g->valid(left_n) ) { | 
|---|
| 576 |           right.set(left_n, right_n); | 
|---|
| 577 |           left.set(right_n, left_n); | 
|---|
| 578 |         } else { | 
|---|
| 579 |           level_list[lev]=right_n;    | 
|---|
| 580 |           left.set(right_n, INVALID); | 
|---|
| 581 |         }  | 
|---|
| 582 |       } else { | 
|---|
| 583 |         if ( g->valid(left_n) ) { | 
|---|
| 584 |           right.set(left_n, INVALID); | 
|---|
| 585 |         } else {  | 
|---|
| 586 |           level_list[lev]=INVALID;    | 
|---|
| 587 |         }  | 
|---|
| 588 |       }  | 
|---|
| 589 |       //unlacing ends | 
|---|
| 590 |                  | 
|---|
| 591 |       if ( !g->valid(level_list[lev]) ) { | 
|---|
| 592 |                | 
|---|
| 593 |         //gapping starts | 
|---|
| 594 |         for (int i=lev; i!=k ; ) { | 
|---|
| 595 |           Node v=level_list[++i]; | 
|---|
| 596 |           while ( g->valid(v) ) { | 
|---|
| 597 |             level.set(v,n); | 
|---|
| 598 |             v=right[v]; | 
|---|
| 599 |           } | 
|---|
| 600 |           level_list[i]=INVALID; | 
|---|
| 601 |           if ( !what_heur ) { | 
|---|
| 602 |             while ( !active[i].empty() ) { | 
|---|
| 603 |               active[i].pop();    //FIXME: ezt szebben kene | 
|---|
| 604 |             } | 
|---|
| 605 |           }           | 
|---|
| 606 |         } | 
|---|
| 607 |          | 
|---|
| 608 |         level.set(w,n); | 
|---|
| 609 |         b=lev-1; | 
|---|
| 610 |         k=b; | 
|---|
| 611 |         //gapping ends | 
|---|
| 612 |          | 
|---|
| 613 |       } else { | 
|---|
| 614 |          | 
|---|
| 615 |         if ( newlevel == n ) level.set(w,n);  | 
|---|
| 616 |         else { | 
|---|
| 617 |           level.set(w,++newlevel); | 
|---|
| 618 |           active[newlevel].push(w); | 
|---|
| 619 |           if ( what_heur ) b=newlevel; | 
|---|
| 620 |           if ( k < newlevel ) ++k;      //now k=newlevel | 
|---|
| 621 |           Node first=level_list[newlevel]; | 
|---|
| 622 |           if ( g->valid(first) ) left.set(first,w); | 
|---|
| 623 |           right.set(w,first); | 
|---|
| 624 |           left.set(w,INVALID); | 
|---|
| 625 |           level_list[newlevel]=w; | 
|---|
| 626 |         } | 
|---|
| 627 |       } | 
|---|
| 628 |        | 
|---|
| 629 |     } //relabel | 
|---|
| 630 |  | 
|---|
| 631 |  | 
|---|
| 632 |     template<typename MapGraphWrapper>  | 
|---|
| 633 |     class DistanceMap { | 
|---|
| 634 |     protected: | 
|---|
| 635 |       const MapGraphWrapper* g; | 
|---|
| 636 |       typename MapGraphWrapper::template NodeMap<int> dist;  | 
|---|
| 637 |     public: | 
|---|
| 638 |       DistanceMap(MapGraphWrapper& _g) : g(&_g), dist(*g, g->nodeNum()) { } | 
|---|
| 639 |       void set(const typename MapGraphWrapper::Node& n, int a) {  | 
|---|
| 640 |         dist.set(n, a);  | 
|---|
| 641 |       } | 
|---|
| 642 |       int operator[](const typename MapGraphWrapper::Node& n)  | 
|---|
| 643 |       { return dist[n]; } | 
|---|
| 644 |       //       int get(const typename MapGraphWrapper::Node& n) const {  | 
|---|
| 645 |       //        return dist[n]; } | 
|---|
| 646 |       //       bool get(const typename MapGraphWrapper::Edge& e) const {  | 
|---|
| 647 |       //        return (dist.get(g->tail(e))<dist.get(g->head(e))); } | 
|---|
| 648 |       bool operator[](const typename MapGraphWrapper::Edge& e) const {  | 
|---|
| 649 |         return (dist[g->tail(e)]<dist[g->head(e)]);  | 
|---|
| 650 |       } | 
|---|
| 651 |     }; | 
|---|
| 652 |      | 
|---|
| 653 |   }; | 
|---|
| 654 |  | 
|---|
| 655 |  | 
|---|
| 656 |   template <typename Graph, typename Num, typename CapMap, typename FlowMap> | 
|---|
| 657 |   void MaxFlow<Graph, Num, CapMap, FlowMap>::preflowPhase1( flowEnum fe )  | 
|---|
| 658 |   { | 
|---|
| 659 |        | 
|---|
| 660 |     int heur0=(int)(H0*n);  //time while running 'bound decrease'  | 
|---|
| 661 |     int heur1=(int)(H1*n);  //time while running 'highest label' | 
|---|
| 662 |     int heur=heur1;         //starting time interval (#of relabels) | 
|---|
| 663 |     int numrelabel=0; | 
|---|
| 664 |       | 
|---|
| 665 |     bool what_heur=1;        | 
|---|
| 666 |     //It is 0 in case 'bound decrease' and 1 in case 'highest label' | 
|---|
| 667 |  | 
|---|
| 668 |     bool end=false;      | 
|---|
| 669 |     //Needed for 'bound decrease', true means no active nodes are above bound b. | 
|---|
| 670 |  | 
|---|
| 671 |     int k=n-2;  //bound on the highest level under n containing a node | 
|---|
| 672 |     int b=k;    //bound on the highest level under n of an active node | 
|---|
| 673 |        | 
|---|
| 674 |     VecStack active(n); | 
|---|
| 675 |        | 
|---|
| 676 |     NNMap left(*g, INVALID); | 
|---|
| 677 |     NNMap right(*g, INVALID); | 
|---|
| 678 |     VecNode level_list(n,INVALID); | 
|---|
| 679 |     //List of the nodes in level i<n, set to n. | 
|---|
| 680 |  | 
|---|
| 681 |     NodeIt v; | 
|---|
| 682 |     for(g->first(v); g->valid(v); g->next(v)) level.set(v,n); | 
|---|
| 683 |     //setting each node to level n | 
|---|
| 684 |        | 
|---|
| 685 |     switch ( fe ) { | 
|---|
| 686 |     case PRE_FLOW: | 
|---|
| 687 |       { | 
|---|
| 688 |         //counting the excess | 
|---|
| 689 |         NodeIt v; | 
|---|
| 690 |         for(g->first(v); g->valid(v); g->next(v)) { | 
|---|
| 691 |           Num exc=0; | 
|---|
| 692 |            | 
|---|
| 693 |           InEdgeIt e; | 
|---|
| 694 |           for(g->first(e,v); g->valid(e); g->next(e)) exc+=(*flow)[e]; | 
|---|
| 695 |           OutEdgeIt f; | 
|---|
| 696 |           for(g->first(f,v); g->valid(f); g->next(f)) exc-=(*flow)[f]; | 
|---|
| 697 |              | 
|---|
| 698 |           excess.set(v,exc);       | 
|---|
| 699 |              | 
|---|
| 700 |           //putting the active nodes into the stack | 
|---|
| 701 |           int lev=level[v]; | 
|---|
| 702 |           if ( exc > 0 && lev < n && v != t ) active[lev].push(v); | 
|---|
| 703 |         } | 
|---|
| 704 |         break; | 
|---|
| 705 |       } | 
|---|
| 706 |     case GEN_FLOW: | 
|---|
| 707 |       { | 
|---|
| 708 |         //Counting the excess of t | 
|---|
| 709 |         Num exc=0; | 
|---|
| 710 |            | 
|---|
| 711 |         InEdgeIt e; | 
|---|
| 712 |         for(g->first(e,t); g->valid(e); g->next(e)) exc+=(*flow)[e]; | 
|---|
| 713 |         OutEdgeIt f; | 
|---|
| 714 |         for(g->first(f,t); g->valid(f); g->next(f)) exc-=(*flow)[f]; | 
|---|
| 715 |            | 
|---|
| 716 |         excess.set(t,exc);       | 
|---|
| 717 |            | 
|---|
| 718 |         break; | 
|---|
| 719 |       } | 
|---|
| 720 |     default: | 
|---|
| 721 |       break; | 
|---|
| 722 |     } | 
|---|
| 723 |        | 
|---|
| 724 |     preflowPreproc( fe, active, level_list, left, right ); | 
|---|
| 725 |     //End of preprocessing  | 
|---|
| 726 |        | 
|---|
| 727 |        | 
|---|
| 728 |     //Push/relabel on the highest level active nodes. | 
|---|
| 729 |     while ( true ) { | 
|---|
| 730 |       if ( b == 0 ) { | 
|---|
| 731 |         if ( !what_heur && !end && k > 0 ) { | 
|---|
| 732 |           b=k; | 
|---|
| 733 |           end=true; | 
|---|
| 734 |         } else break; | 
|---|
| 735 |       } | 
|---|
| 736 |          | 
|---|
| 737 |       if ( active[b].empty() ) --b;  | 
|---|
| 738 |       else { | 
|---|
| 739 |         end=false;   | 
|---|
| 740 |         Node w=active[b].top(); | 
|---|
| 741 |         active[b].pop(); | 
|---|
| 742 |         int newlevel=push(w,active); | 
|---|
| 743 |         if ( excess[w] > 0 ) relabel(w, newlevel, active, level_list,  | 
|---|
| 744 |                                      left, right, b, k, what_heur); | 
|---|
| 745 |            | 
|---|
| 746 |         ++numrelabel;  | 
|---|
| 747 |         if ( numrelabel >= heur ) { | 
|---|
| 748 |           numrelabel=0; | 
|---|
| 749 |           if ( what_heur ) { | 
|---|
| 750 |             what_heur=0; | 
|---|
| 751 |             heur=heur0; | 
|---|
| 752 |             end=false; | 
|---|
| 753 |           } else { | 
|---|
| 754 |             what_heur=1; | 
|---|
| 755 |             heur=heur1; | 
|---|
| 756 |             b=k;  | 
|---|
| 757 |           } | 
|---|
| 758 |         } | 
|---|
| 759 |       }  | 
|---|
| 760 |     }  | 
|---|
| 761 |   } | 
|---|
| 762 |  | 
|---|
| 763 |  | 
|---|
| 764 |  | 
|---|
| 765 |   template <typename Graph, typename Num, typename CapMap, typename FlowMap> | 
|---|
| 766 |   void MaxFlow<Graph, Num, CapMap, FlowMap>::preflowPhase2()  | 
|---|
| 767 |   { | 
|---|
| 768 |        | 
|---|
| 769 |     int k=n-2;  //bound on the highest level under n containing a node | 
|---|
| 770 |     int b=k;    //bound on the highest level under n of an active node | 
|---|
| 771 |        | 
|---|
| 772 |     VecStack active(n); | 
|---|
| 773 |     level.set(s,0); | 
|---|
| 774 |     std::queue<Node> bfs_queue; | 
|---|
| 775 |     bfs_queue.push(s); | 
|---|
| 776 |              | 
|---|
| 777 |     while (!bfs_queue.empty()) { | 
|---|
| 778 |          | 
|---|
| 779 |       Node v=bfs_queue.front();  | 
|---|
| 780 |       bfs_queue.pop(); | 
|---|
| 781 |       int l=level[v]+1; | 
|---|
| 782 |                | 
|---|
| 783 |       InEdgeIt e; | 
|---|
| 784 |       for(g->first(e,v); g->valid(e); g->next(e)) { | 
|---|
| 785 |         if ( (*capacity)[e] <= (*flow)[e] ) continue; | 
|---|
| 786 |         Node u=g->tail(e); | 
|---|
| 787 |         if ( level[u] >= n ) {  | 
|---|
| 788 |           bfs_queue.push(u); | 
|---|
| 789 |           level.set(u, l); | 
|---|
| 790 |           if ( excess[u] > 0 ) active[l].push(u); | 
|---|
| 791 |         } | 
|---|
| 792 |       } | 
|---|
| 793 |          | 
|---|
| 794 |       OutEdgeIt f; | 
|---|
| 795 |       for(g->first(f,v); g->valid(f); g->next(f)) { | 
|---|
| 796 |         if ( 0 >= (*flow)[f] ) continue; | 
|---|
| 797 |         Node u=g->head(f); | 
|---|
| 798 |         if ( level[u] >= n ) {  | 
|---|
| 799 |           bfs_queue.push(u); | 
|---|
| 800 |           level.set(u, l); | 
|---|
| 801 |           if ( excess[u] > 0 ) active[l].push(u); | 
|---|
| 802 |         } | 
|---|
| 803 |       } | 
|---|
| 804 |     } | 
|---|
| 805 |     b=n-2; | 
|---|
| 806 |  | 
|---|
| 807 |     while ( true ) { | 
|---|
| 808 |          | 
|---|
| 809 |       if ( b == 0 ) break; | 
|---|
| 810 |  | 
|---|
| 811 |       if ( active[b].empty() ) --b;  | 
|---|
| 812 |       else { | 
|---|
| 813 |         Node w=active[b].top(); | 
|---|
| 814 |         active[b].pop(); | 
|---|
| 815 |         int newlevel=push(w,active);       | 
|---|
| 816 |  | 
|---|
| 817 |         //relabel | 
|---|
| 818 |         if ( excess[w] > 0 ) { | 
|---|
| 819 |           level.set(w,++newlevel); | 
|---|
| 820 |           active[newlevel].push(w); | 
|---|
| 821 |           b=newlevel; | 
|---|
| 822 |         } | 
|---|
| 823 |       }  // if stack[b] is nonempty | 
|---|
| 824 |     } // while(true) | 
|---|
| 825 |   } | 
|---|
| 826 |  | 
|---|
| 827 |  | 
|---|
| 828 |  | 
|---|
| 829 |   template <typename Graph, typename Num, typename CapMap, typename FlowMap> | 
|---|
| 830 |   bool MaxFlow<Graph, Num, CapMap, FlowMap>::augmentOnShortestPath()  | 
|---|
| 831 |   { | 
|---|
| 832 |     ResGW res_graph(*g, *capacity, *flow); | 
|---|
| 833 |     bool _augment=false; | 
|---|
| 834 |        | 
|---|
| 835 |     //ReachedMap level(res_graph); | 
|---|
| 836 |     FOR_EACH_LOC(typename Graph::NodeIt, e, *g) level.set(e, 0); | 
|---|
| 837 |     BfsIterator<ResGW, ReachedMap> bfs(res_graph, level); | 
|---|
| 838 |     bfs.pushAndSetReached(s); | 
|---|
| 839 |          | 
|---|
| 840 |     typename ResGW::template NodeMap<ResGWEdge> pred(res_graph);  | 
|---|
| 841 |     pred.set(s, INVALID); | 
|---|
| 842 |        | 
|---|
| 843 |     typename ResGW::template NodeMap<Num> free(res_graph); | 
|---|
| 844 |          | 
|---|
| 845 |     //searching for augmenting path | 
|---|
| 846 |     while ( !bfs.finished() ) {  | 
|---|
| 847 |       ResGWOutEdgeIt e=bfs; | 
|---|
| 848 |       if (res_graph.valid(e) && bfs.isBNodeNewlyReached()) { | 
|---|
| 849 |         Node v=res_graph.tail(e); | 
|---|
| 850 |         Node w=res_graph.head(e); | 
|---|
| 851 |         pred.set(w, e); | 
|---|
| 852 |         if (res_graph.valid(pred[v])) { | 
|---|
| 853 |           free.set(w, std::min(free[v], res_graph.resCap(e))); | 
|---|
| 854 |         } else { | 
|---|
| 855 |           free.set(w, res_graph.resCap(e));  | 
|---|
| 856 |         } | 
|---|
| 857 |         if (res_graph.head(e)==t) { _augment=true; break; } | 
|---|
| 858 |       } | 
|---|
| 859 |          | 
|---|
| 860 |       ++bfs; | 
|---|
| 861 |     } //end of searching augmenting path | 
|---|
| 862 |  | 
|---|
| 863 |     if (_augment) { | 
|---|
| 864 |       Node n=t; | 
|---|
| 865 |       Num augment_value=free[t]; | 
|---|
| 866 |       while (res_graph.valid(pred[n])) {  | 
|---|
| 867 |         ResGWEdge e=pred[n]; | 
|---|
| 868 |         res_graph.augment(e, augment_value);  | 
|---|
| 869 |         n=res_graph.tail(e); | 
|---|
| 870 |       } | 
|---|
| 871 |     } | 
|---|
| 872 |  | 
|---|
| 873 |     return _augment; | 
|---|
| 874 |   } | 
|---|
| 875 |  | 
|---|
| 876 |  | 
|---|
| 877 |  | 
|---|
| 878 |  | 
|---|
| 879 |  | 
|---|
| 880 |  | 
|---|
| 881 |  | 
|---|
| 882 |  | 
|---|
| 883 |  | 
|---|
| 884 |   template <typename Graph, typename Num, typename CapMap, typename FlowMap> | 
|---|
| 885 |   template<typename MutableGraph>  | 
|---|
| 886 |   bool MaxFlow<Graph, Num, CapMap, FlowMap>::augmentOnBlockingFlow()  | 
|---|
| 887 |   {       | 
|---|
| 888 |     typedef MutableGraph MG; | 
|---|
| 889 |     bool _augment=false; | 
|---|
| 890 |  | 
|---|
| 891 |     ResGW res_graph(*g, *capacity, *flow); | 
|---|
| 892 |  | 
|---|
| 893 |     //bfs for distances on the residual graph | 
|---|
| 894 |     //ReachedMap level(res_graph); | 
|---|
| 895 |     FOR_EACH_LOC(typename Graph::NodeIt, e, *g) level.set(e, 0); | 
|---|
| 896 |     BfsIterator<ResGW, ReachedMap> bfs(res_graph, level); | 
|---|
| 897 |     bfs.pushAndSetReached(s); | 
|---|
| 898 |     typename ResGW::template NodeMap<int>  | 
|---|
| 899 |       dist(res_graph); //filled up with 0's | 
|---|
| 900 |  | 
|---|
| 901 |     //F will contain the physical copy of the residual graph | 
|---|
| 902 |     //with the set of edges which are on shortest paths | 
|---|
| 903 |     MG F; | 
|---|
| 904 |     typename ResGW::template NodeMap<typename MG::Node>  | 
|---|
| 905 |       res_graph_to_F(res_graph); | 
|---|
| 906 |     { | 
|---|
| 907 |       typename ResGW::NodeIt n; | 
|---|
| 908 |       for(res_graph.first(n); res_graph.valid(n); res_graph.next(n)) { | 
|---|
| 909 |         res_graph_to_F.set(n, F.addNode()); | 
|---|
| 910 |       } | 
|---|
| 911 |     } | 
|---|
| 912 |  | 
|---|
| 913 |     typename MG::Node sF=res_graph_to_F[s]; | 
|---|
| 914 |     typename MG::Node tF=res_graph_to_F[t]; | 
|---|
| 915 |     typename MG::template EdgeMap<ResGWEdge> original_edge(F); | 
|---|
| 916 |     typename MG::template EdgeMap<Num> residual_capacity(F); | 
|---|
| 917 |  | 
|---|
| 918 |     while ( !bfs.finished() ) {  | 
|---|
| 919 |       ResGWOutEdgeIt e=bfs; | 
|---|
| 920 |       if (res_graph.valid(e)) { | 
|---|
| 921 |         if (bfs.isBNodeNewlyReached()) { | 
|---|
| 922 |           dist.set(res_graph.head(e), dist[res_graph.tail(e)]+1); | 
|---|
| 923 |           typename MG::Edge f=F.addEdge(res_graph_to_F[res_graph.tail(e)], res_graph_to_F[res_graph.head(e)]); | 
|---|
| 924 |           original_edge.update(); | 
|---|
| 925 |           original_edge.set(f, e); | 
|---|
| 926 |           residual_capacity.update(); | 
|---|
| 927 |           residual_capacity.set(f, res_graph.resCap(e)); | 
|---|
| 928 |         } else { | 
|---|
| 929 |           if (dist[res_graph.head(e)]==(dist[res_graph.tail(e)]+1)) { | 
|---|
| 930 |             typename MG::Edge f=F.addEdge(res_graph_to_F[res_graph.tail(e)], res_graph_to_F[res_graph.head(e)]); | 
|---|
| 931 |             original_edge.update(); | 
|---|
| 932 |             original_edge.set(f, e); | 
|---|
| 933 |             residual_capacity.update(); | 
|---|
| 934 |             residual_capacity.set(f, res_graph.resCap(e)); | 
|---|
| 935 |           } | 
|---|
| 936 |         } | 
|---|
| 937 |       } | 
|---|
| 938 |       ++bfs; | 
|---|
| 939 |     } //computing distances from s in the residual graph | 
|---|
| 940 |  | 
|---|
| 941 |     bool __augment=true; | 
|---|
| 942 |  | 
|---|
| 943 |     while (__augment) { | 
|---|
| 944 |       __augment=false; | 
|---|
| 945 |       //computing blocking flow with dfs | 
|---|
| 946 |       DfsIterator< MG, typename MG::template NodeMap<bool> > dfs(F); | 
|---|
| 947 |       typename MG::template NodeMap<typename MG::Edge> pred(F); | 
|---|
| 948 |       pred.set(sF, INVALID); | 
|---|
| 949 |       //invalid iterators for sources | 
|---|
| 950 |  | 
|---|
| 951 |       typename MG::template NodeMap<Num> free(F); | 
|---|
| 952 |  | 
|---|
| 953 |       dfs.pushAndSetReached(sF);       | 
|---|
| 954 |       while (!dfs.finished()) { | 
|---|
| 955 |         ++dfs; | 
|---|
| 956 |         if (F.valid(/*typename MG::OutEdgeIt*/(dfs))) { | 
|---|
| 957 |           if (dfs.isBNodeNewlyReached()) { | 
|---|
| 958 |             typename MG::Node v=F.aNode(dfs); | 
|---|
| 959 |             typename MG::Node w=F.bNode(dfs); | 
|---|
| 960 |             pred.set(w, dfs); | 
|---|
| 961 |             if (F.valid(pred[v])) { | 
|---|
| 962 |               free.set(w, std::min(free[v], residual_capacity[dfs])); | 
|---|
| 963 |             } else { | 
|---|
| 964 |               free.set(w, residual_capacity[dfs]);  | 
|---|
| 965 |             } | 
|---|
| 966 |             if (w==tF) {  | 
|---|
| 967 |               __augment=true;  | 
|---|
| 968 |               _augment=true; | 
|---|
| 969 |               break;  | 
|---|
| 970 |             } | 
|---|
| 971 |                | 
|---|
| 972 |           } else { | 
|---|
| 973 |             F.erase(/*typename MG::OutEdgeIt*/(dfs)); | 
|---|
| 974 |           } | 
|---|
| 975 |         }  | 
|---|
| 976 |       } | 
|---|
| 977 |  | 
|---|
| 978 |       if (__augment) { | 
|---|
| 979 |         typename MG::Node n=tF; | 
|---|
| 980 |         Num augment_value=free[tF]; | 
|---|
| 981 |         while (F.valid(pred[n])) {  | 
|---|
| 982 |           typename MG::Edge e=pred[n]; | 
|---|
| 983 |           res_graph.augment(original_edge[e], augment_value);  | 
|---|
| 984 |           n=F.tail(e); | 
|---|
| 985 |           if (residual_capacity[e]==augment_value)  | 
|---|
| 986 |             F.erase(e);  | 
|---|
| 987 |           else  | 
|---|
| 988 |             residual_capacity.set(e, residual_capacity[e]-augment_value); | 
|---|
| 989 |         } | 
|---|
| 990 |       } | 
|---|
| 991 |          | 
|---|
| 992 |     } | 
|---|
| 993 |              | 
|---|
| 994 |     return _augment; | 
|---|
| 995 |   } | 
|---|
| 996 |  | 
|---|
| 997 |  | 
|---|
| 998 |  | 
|---|
| 999 |  | 
|---|
| 1000 |  | 
|---|
| 1001 |  | 
|---|
| 1002 |   template <typename Graph, typename Num, typename CapMap, typename FlowMap> | 
|---|
| 1003 |   bool MaxFlow<Graph, Num, CapMap, FlowMap>::augmentOnBlockingFlow2()  | 
|---|
| 1004 |   { | 
|---|
| 1005 |     bool _augment=false; | 
|---|
| 1006 |  | 
|---|
| 1007 |     ResGW res_graph(*g, *capacity, *flow); | 
|---|
| 1008 |        | 
|---|
| 1009 |     //ReachedMap level(res_graph); | 
|---|
| 1010 |     FOR_EACH_LOC(typename Graph::NodeIt, e, *g) level.set(e, 0); | 
|---|
| 1011 |     BfsIterator<ResGW, ReachedMap> bfs(res_graph, level); | 
|---|
| 1012 |  | 
|---|
| 1013 |     bfs.pushAndSetReached(s); | 
|---|
| 1014 |     DistanceMap<ResGW> dist(res_graph); | 
|---|
| 1015 |     while ( !bfs.finished() ) {  | 
|---|
| 1016 |       ResGWOutEdgeIt e=bfs; | 
|---|
| 1017 |       if (res_graph.valid(e) && bfs.isBNodeNewlyReached()) { | 
|---|
| 1018 |         dist.set(res_graph.head(e), dist[res_graph.tail(e)]+1); | 
|---|
| 1019 |       } | 
|---|
| 1020 |       ++bfs; | 
|---|
| 1021 |     } //computing distances from s in the residual graph | 
|---|
| 1022 |  | 
|---|
| 1023 |       //Subgraph containing the edges on some shortest paths | 
|---|
| 1024 |     ConstMap<typename ResGW::Node, bool> true_map(true); | 
|---|
| 1025 |     typedef SubGraphWrapper<ResGW, ConstMap<typename ResGW::Node, bool>,  | 
|---|
| 1026 |       DistanceMap<ResGW> > FilterResGW; | 
|---|
| 1027 |     FilterResGW filter_res_graph(res_graph, true_map, dist); | 
|---|
| 1028 |  | 
|---|
| 1029 |     //Subgraph, which is able to delete edges which are already  | 
|---|
| 1030 |     //met by the dfs | 
|---|
| 1031 |     typename FilterResGW::template NodeMap<typename FilterResGW::OutEdgeIt>  | 
|---|
| 1032 |       first_out_edges(filter_res_graph); | 
|---|
| 1033 |     typename FilterResGW::NodeIt v; | 
|---|
| 1034 |     for(filter_res_graph.first(v); filter_res_graph.valid(v);  | 
|---|
| 1035 |         filter_res_graph.next(v))  | 
|---|
| 1036 |       { | 
|---|
| 1037 |         typename FilterResGW::OutEdgeIt e; | 
|---|
| 1038 |         filter_res_graph.first(e, v); | 
|---|
| 1039 |         first_out_edges.set(v, e); | 
|---|
| 1040 |       } | 
|---|
| 1041 |     typedef ErasingFirstGraphWrapper<FilterResGW, typename FilterResGW:: | 
|---|
| 1042 |       template NodeMap<typename FilterResGW::OutEdgeIt> > ErasingResGW; | 
|---|
| 1043 |     ErasingResGW erasing_res_graph(filter_res_graph, first_out_edges); | 
|---|
| 1044 |  | 
|---|
| 1045 |     bool __augment=true; | 
|---|
| 1046 |  | 
|---|
| 1047 |     while (__augment) { | 
|---|
| 1048 |  | 
|---|
| 1049 |       __augment=false; | 
|---|
| 1050 |       //computing blocking flow with dfs | 
|---|
| 1051 |       DfsIterator< ErasingResGW,  | 
|---|
| 1052 |         typename ErasingResGW::template NodeMap<bool> >  | 
|---|
| 1053 |         dfs(erasing_res_graph); | 
|---|
| 1054 |       typename ErasingResGW:: | 
|---|
| 1055 |         template NodeMap<typename ErasingResGW::OutEdgeIt>  | 
|---|
| 1056 |         pred(erasing_res_graph);  | 
|---|
| 1057 |       pred.set(s, INVALID); | 
|---|
| 1058 |       //invalid iterators for sources | 
|---|
| 1059 |  | 
|---|
| 1060 |       typename ErasingResGW::template NodeMap<Num>  | 
|---|
| 1061 |         free1(erasing_res_graph); | 
|---|
| 1062 |  | 
|---|
| 1063 |       dfs.pushAndSetReached( | 
|---|
| 1064 |                             typename ErasingResGW::Node( | 
|---|
| 1065 |                                                         typename FilterResGW::Node( | 
|---|
| 1066 |                                                                                    typename ResGW::Node(s) | 
|---|
| 1067 |                                                                                    ) | 
|---|
| 1068 |                                                         ) | 
|---|
| 1069 |                             ); | 
|---|
| 1070 |       while (!dfs.finished()) { | 
|---|
| 1071 |         ++dfs; | 
|---|
| 1072 |         if (erasing_res_graph.valid( | 
|---|
| 1073 |                                     typename ErasingResGW::OutEdgeIt(dfs)))  | 
|---|
| 1074 |           {  | 
|---|
| 1075 |             if (dfs.isBNodeNewlyReached()) { | 
|---|
| 1076 |            | 
|---|
| 1077 |               typename ErasingResGW::Node v=erasing_res_graph.aNode(dfs); | 
|---|
| 1078 |               typename ErasingResGW::Node w=erasing_res_graph.bNode(dfs); | 
|---|
| 1079 |  | 
|---|
| 1080 |               pred.set(w, /*typename ErasingResGW::OutEdgeIt*/(dfs)); | 
|---|
| 1081 |               if (erasing_res_graph.valid(pred[v])) { | 
|---|
| 1082 |                 free1.set(w, std::min(free1[v], res_graph.resCap( | 
|---|
| 1083 |                                                                  typename ErasingResGW::OutEdgeIt(dfs)))); | 
|---|
| 1084 |               } else { | 
|---|
| 1085 |                 free1.set(w, res_graph.resCap( | 
|---|
| 1086 |                                               typename ErasingResGW::OutEdgeIt(dfs)));  | 
|---|
| 1087 |               } | 
|---|
| 1088 |                | 
|---|
| 1089 |               if (w==t) {  | 
|---|
| 1090 |                 __augment=true;  | 
|---|
| 1091 |                 _augment=true; | 
|---|
| 1092 |                 break;  | 
|---|
| 1093 |               } | 
|---|
| 1094 |             } else { | 
|---|
| 1095 |               erasing_res_graph.erase(dfs); | 
|---|
| 1096 |             } | 
|---|
| 1097 |           } | 
|---|
| 1098 |       }  | 
|---|
| 1099 |  | 
|---|
| 1100 |       if (__augment) { | 
|---|
| 1101 |         typename ErasingResGW::Node n=typename FilterResGW::Node(typename ResGW::Node(t)); | 
|---|
| 1102 |         //        typename ResGW::NodeMap<Num> a(res_graph); | 
|---|
| 1103 |         //        typename ResGW::Node b; | 
|---|
| 1104 |         //        Num j=a[b]; | 
|---|
| 1105 |         //        typename FilterResGW::NodeMap<Num> a1(filter_res_graph); | 
|---|
| 1106 |         //        typename FilterResGW::Node b1; | 
|---|
| 1107 |         //        Num j1=a1[b1]; | 
|---|
| 1108 |         //        typename ErasingResGW::NodeMap<Num> a2(erasing_res_graph); | 
|---|
| 1109 |         //        typename ErasingResGW::Node b2; | 
|---|
| 1110 |         //        Num j2=a2[b2]; | 
|---|
| 1111 |         Num augment_value=free1[n]; | 
|---|
| 1112 |         while (erasing_res_graph.valid(pred[n])) {  | 
|---|
| 1113 |           typename ErasingResGW::OutEdgeIt e=pred[n]; | 
|---|
| 1114 |           res_graph.augment(e, augment_value); | 
|---|
| 1115 |           n=erasing_res_graph.tail(e); | 
|---|
| 1116 |           if (res_graph.resCap(e)==0) | 
|---|
| 1117 |             erasing_res_graph.erase(e); | 
|---|
| 1118 |         } | 
|---|
| 1119 |       } | 
|---|
| 1120 |        | 
|---|
| 1121 |     } //while (__augment)  | 
|---|
| 1122 |              | 
|---|
| 1123 |     return _augment; | 
|---|
| 1124 |   } | 
|---|
| 1125 |  | 
|---|
| 1126 |  | 
|---|
| 1127 |  | 
|---|
| 1128 |   /// @} | 
|---|
| 1129 |    | 
|---|
| 1130 | } //END OF NAMESPACE HUGO | 
|---|
| 1131 |  | 
|---|
| 1132 | #endif //HUGO_MAX_FLOW_H | 
|---|
| 1133 |  | 
|---|
| 1134 |  | 
|---|
| 1135 |  | 
|---|
| 1136 |  | 
|---|