| 1 | // -*- c++ -*- // | 
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| 2 | #ifndef HUGO_KRUSKAL_H | 
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| 3 | #define HUGO_KRUSKAL_H | 
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| 4 |  | 
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| 5 | #include <algorithm> | 
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| 6 | #include <unionfind.h> | 
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| 7 | #include <for_each_macros.h> | 
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| 8 |  | 
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| 9 | namespace hugo { | 
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| 10 |  | 
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| 11 |   /// Kruskal's algorithm to compute a minimum cost tree | 
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| 12 |  | 
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| 13 |   template <typename Graph, typename InputEdgeOrder, typename OutBoolMap> | 
|---|
| 14 |   typename InputEdgeOrder::ValueType | 
|---|
| 15 |   Kruskal(Graph const& G, InputEdgeOrder const& edges,  | 
|---|
| 16 |           OutBoolMap& out_map) | 
|---|
| 17 |   { | 
|---|
| 18 |     typedef typename InputEdgeOrder::ValueType EdgeCost; | 
|---|
| 19 |     typedef typename Graph::NodeMap<int> NodeIntMap; | 
|---|
| 20 |     typedef typename Graph::Node Node; | 
|---|
| 21 |  | 
|---|
| 22 |     NodeIntMap comp_map(G, -1); | 
|---|
| 23 |     UnionFind<Node,NodeIntMap> uf(comp_map);  | 
|---|
| 24 |        | 
|---|
| 25 |     EdgeCost tot_cost = 0; | 
|---|
| 26 |     for (typename InputEdgeOrder::const_iterator p = edges.begin();  | 
|---|
| 27 |          p!=edges.end(); ++p ) { | 
|---|
| 28 |       if ( uf.join(G.head(edges.first(p)), | 
|---|
| 29 |                              G.tail(edges.first(p))) ) { | 
|---|
| 30 |         out_map.set(edges.first(p), true); | 
|---|
| 31 |         tot_cost += edges.second(p); | 
|---|
| 32 |       } | 
|---|
| 33 |       else { | 
|---|
| 34 |         out_map.set(edges.first(p), false); | 
|---|
| 35 |       } | 
|---|
| 36 |     } | 
|---|
| 37 |     return tot_cost; | 
|---|
| 38 |   } | 
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| 39 |  | 
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| 40 |   /* A work-around for running Kruskal with const-reference bool maps... */ | 
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| 41 |  | 
|---|
| 42 |   template<typename Map> | 
|---|
| 43 |   class NonConstMapWr { | 
|---|
| 44 |     const Map &m; | 
|---|
| 45 |   public: | 
|---|
| 46 |     typedef typename Map::ValueType ValueType; | 
|---|
| 47 |  | 
|---|
| 48 |     NonConstMapWr(const Map &_m) : m(_m) {} | 
|---|
| 49 |  | 
|---|
| 50 |     template<typename KeyType> | 
|---|
| 51 |     void set(KeyType const& k, ValueType const &v) const { m.set(k,v); } | 
|---|
| 52 |   }; | 
|---|
| 53 |  | 
|---|
| 54 |   template <typename Graph, typename InputEdgeOrder, typename OutBoolMap> | 
|---|
| 55 |   inline | 
|---|
| 56 |   typename InputEdgeOrder::ValueType | 
|---|
| 57 |   Kruskal(Graph const& G, InputEdgeOrder const& edges,  | 
|---|
| 58 |           OutBoolMap const& out_map) | 
|---|
| 59 |   { | 
|---|
| 60 |     NonConstMapWr<OutBoolMap> map_wr(out_map); | 
|---|
| 61 |     return Kruskal(G, edges, map_wr); | 
|---|
| 62 |   }   | 
|---|
| 63 |  | 
|---|
| 64 |    | 
|---|
| 65 |   /* ** ** Output-objektumok: egyszeruen extra bool mapek ** ** */ | 
|---|
| 66 |    | 
|---|
| 67 |   /// A writable bool-map that makes a sequence of "true" keys | 
|---|
| 68 |  | 
|---|
| 69 |   /// A writable bool-map that creates a sequence out of keys that receive | 
|---|
| 70 |   /// the value "true". | 
|---|
| 71 |   /// \warning Not a regular property map, as it doesn't know its KeyType | 
|---|
| 72 |  | 
|---|
| 73 |   template<typename Iterator> | 
|---|
| 74 |   class SequenceOutput { | 
|---|
| 75 |     mutable Iterator it; | 
|---|
| 76 |  | 
|---|
| 77 |   public: | 
|---|
| 78 |     typedef bool ValueType; | 
|---|
| 79 |  | 
|---|
| 80 |     SequenceOutput(Iterator const &_it) : it(_it) {} | 
|---|
| 81 |  | 
|---|
| 82 |     template<typename KeyType> | 
|---|
| 83 |     void set(KeyType const& k, bool v) const { if(v) {*it=k; ++it;} } | 
|---|
| 84 |   }; | 
|---|
| 85 |  | 
|---|
| 86 |   template<typename Iterator> | 
|---|
| 87 |   inline | 
|---|
| 88 |   SequenceOutput<Iterator> | 
|---|
| 89 |   makeSequenceOutput(Iterator it) { | 
|---|
| 90 |     return SequenceOutput<Iterator>(it); | 
|---|
| 91 |   } | 
|---|
| 92 |  | 
|---|
| 93 |   /* ** ** InputSource -ok ** ** */ | 
|---|
| 94 |  | 
|---|
| 95 |   template<typename Key, typename Val> | 
|---|
| 96 |   class KruskalPairVec : public std::vector< std::pair<Key,Val> > { | 
|---|
| 97 |  | 
|---|
| 98 |   public: | 
|---|
| 99 |     typedef std::vector< std::pair<Key,Val> > Parent; | 
|---|
| 100 |     typedef Key KeyType; | 
|---|
| 101 |     typedef Val ValueType; | 
|---|
| 102 |     typedef std::pair<Key,Val> PairType; | 
|---|
| 103 |  | 
|---|
| 104 |     typedef typename Parent::iterator iterator; | 
|---|
| 105 |     typedef typename Parent::const_iterator const_iterator; | 
|---|
| 106 |  | 
|---|
| 107 |   private: | 
|---|
| 108 |     class comparePair { | 
|---|
| 109 |     public: | 
|---|
| 110 |       bool operator()(PairType const& a, PairType const& b) { | 
|---|
| 111 |         return a.second < b.second; | 
|---|
| 112 |       } | 
|---|
| 113 |     }; | 
|---|
| 114 |  | 
|---|
| 115 |   public: | 
|---|
| 116 |  | 
|---|
| 117 |     // FIXME: kell ez? | 
|---|
| 118 |     // KruskalPairVec(Parent const& p) : Parent(p) {} | 
|---|
| 119 |      | 
|---|
| 120 |     void sort() { | 
|---|
| 121 |       std::sort(begin(), end(), comparePair()); | 
|---|
| 122 |     } | 
|---|
| 123 |  | 
|---|
| 124 |     // FIXME: nem nagyon illik ez ide... | 
|---|
| 125 |     template<typename Graph, typename Map> | 
|---|
| 126 |     KruskalPairVec(Graph const& G, Map const& m) { | 
|---|
| 127 |       typedef typename Graph::EdgeIt EdgeIt; | 
|---|
| 128 |  | 
|---|
| 129 |       clear(); | 
|---|
| 130 |       FOR_EACH_LOC(EdgeIt, e, G) { | 
|---|
| 131 |       // for (EdgeIt e=G.template first<EdgeIt>(); G.valid(e); G.next(e)) { | 
|---|
| 132 |         push_back(make_pair(e, m[e])); | 
|---|
| 133 |       } | 
|---|
| 134 |       sort(); | 
|---|
| 135 |     } | 
|---|
| 136 |  | 
|---|
| 137 |     Key const& first(const_iterator i) const { return i->first; } | 
|---|
| 138 |     Key& first(iterator i) { return i->first; } | 
|---|
| 139 |  | 
|---|
| 140 |     Val const& second(const_iterator i) const { return i->second; } | 
|---|
| 141 |     Val& second(iterator i) { return i->second; } | 
|---|
| 142 |   }; | 
|---|
| 143 |  | 
|---|
| 144 |  | 
|---|
| 145 |   template <typename Map> | 
|---|
| 146 |   class KruskalMapVec : public std::vector<typename Map::KeyType> { | 
|---|
| 147 |   public: | 
|---|
| 148 |  | 
|---|
| 149 |     typedef typename Map::KeyType KeyType; | 
|---|
| 150 |     typedef typename Map::ValueType ValueType; | 
|---|
| 151 |  | 
|---|
| 152 |     typedef typename std::vector<KeyType> Parent; | 
|---|
| 153 |     typedef typename Parent::iterator iterator; | 
|---|
| 154 |     typedef typename Parent::const_iterator const_iterator; | 
|---|
| 155 |  | 
|---|
| 156 |   private: | 
|---|
| 157 |  | 
|---|
| 158 |     const Map &m; | 
|---|
| 159 |  | 
|---|
| 160 |     class compareKeys { | 
|---|
| 161 |       const Map &m; | 
|---|
| 162 |     public: | 
|---|
| 163 |       compareKeys(Map const &_m) : m(_m) {} | 
|---|
| 164 |       bool operator()(KeyType const& a, KeyType const& b) { | 
|---|
| 165 |         return m[a] < m[b]; | 
|---|
| 166 |       } | 
|---|
| 167 |     }; | 
|---|
| 168 |  | 
|---|
| 169 |   public: | 
|---|
| 170 |  | 
|---|
| 171 |     KruskalMapVec(Map const& _m) : m(_m) {} | 
|---|
| 172 |  | 
|---|
| 173 |     void sort() { | 
|---|
| 174 |       std::sort(begin(), end(), compareKeys(m)); | 
|---|
| 175 |     } | 
|---|
| 176 |  | 
|---|
| 177 |     // FIXME: nem nagyon illik ez ide... | 
|---|
| 178 |     template<typename Graph> | 
|---|
| 179 |     KruskalMapVec(Graph const& G, Map const& _m) : m(_m) { | 
|---|
| 180 |       typedef typename Graph::EdgeIt EdgeIt; | 
|---|
| 181 |  | 
|---|
| 182 |       clear(); | 
|---|
| 183 |       FOR_EACH_LOC(EdgeIt, e, G) { | 
|---|
| 184 |       // for (EdgeIt e=G.template first<EdgeIt>(); G.valid(e); G.next(e)) { | 
|---|
| 185 |         push_back(e); | 
|---|
| 186 |       } | 
|---|
| 187 |       sort(); | 
|---|
| 188 |     } | 
|---|
| 189 |  | 
|---|
| 190 |     KeyType const& first(const_iterator i) const { return *i; } | 
|---|
| 191 |     KeyType& first(iterator i) { return *i; } | 
|---|
| 192 |  | 
|---|
| 193 |     ValueType const& second(const_iterator i) const { return m[*i]; } | 
|---|
| 194 |     ValueType& second(iterator i) { return m[*i]; } | 
|---|
| 195 |   }; | 
|---|
| 196 |  | 
|---|
| 197 |   /* ** ** Wrapper fuggvenyek ** ** */ | 
|---|
| 198 |  | 
|---|
| 199 |  | 
|---|
| 200 |   /// \brief Wrapper to Kruskal(). | 
|---|
| 201 |   /// Input is from an EdgeMap, output is a plain boolmap. | 
|---|
| 202 |   template <typename Graph, typename EdgeCostMap, typename RetEdgeBoolMap> | 
|---|
| 203 |   inline | 
|---|
| 204 |   typename EdgeCostMap::ValueType | 
|---|
| 205 |   Kruskal_EdgeCostMapIn_BoolMapOut(Graph const& G, | 
|---|
| 206 |                                    EdgeCostMap const& edge_costs, | 
|---|
| 207 |                                    RetEdgeBoolMap &ret_bool_map) { | 
|---|
| 208 |  | 
|---|
| 209 |     typedef KruskalPairVec<typename Graph::Edge, typename EdgeCostMap::ValueType> | 
|---|
| 210 |       InputVec; | 
|---|
| 211 |     InputVec iv(G, edge_costs); | 
|---|
| 212 |  | 
|---|
| 213 |     return Kruskal(G, iv, ret_bool_map); | 
|---|
| 214 |   } | 
|---|
| 215 |  | 
|---|
| 216 |  | 
|---|
| 217 |   /// \brief Wrapper to Kruskal(). | 
|---|
| 218 |   /// Input is from an EdgeMap, output is to a sequence. | 
|---|
| 219 |   template <typename Graph, typename EdgeCostMap, typename RetIterator> | 
|---|
| 220 |   inline | 
|---|
| 221 |   typename EdgeCostMap::ValueType | 
|---|
| 222 |   Kruskal_EdgeCostMapIn_IteratorOut(Graph const& G, | 
|---|
| 223 |                                     EdgeCostMap const& edge_costs, | 
|---|
| 224 |                                     RetIterator ret_iterator) { | 
|---|
| 225 |     typedef SequenceOutput<RetIterator> OutMap; | 
|---|
| 226 |     OutMap out(ret_iterator); | 
|---|
| 227 |  | 
|---|
| 228 |     typedef KruskalPairVec<typename Graph::Edge, typename EdgeCostMap::ValueType> | 
|---|
| 229 |       InputVec; | 
|---|
| 230 |     InputVec iv(G, edge_costs); | 
|---|
| 231 |  | 
|---|
| 232 |     return Kruskal(G, iv, out); | 
|---|
| 233 |   } | 
|---|
| 234 |  | 
|---|
| 235 |  | 
|---|
| 236 | } //namespace hugo | 
|---|
| 237 |  | 
|---|
| 238 | #endif //HUGO_KRUSKAL_H | 
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