| 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 "unionfind.h" | 
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| 6 | #include <algorithm> | 
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| 7 |  | 
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| 8 | namespace hugo { | 
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| 9 |  | 
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| 10 |   template <typename Graph, typename EdgeCostMap, typename RetEdgeBoolMap> | 
|---|
| 11 |   typename EdgeCostMap::ValueType | 
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| 12 |   kruskal1(Graph const& G, EdgeCostMap const& edge_costs, | 
|---|
| 13 |            RetEdgeBoolMap &ret_bool_map); | 
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| 14 |  | 
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| 15 |   template <typename Graph, typename EdgeCostMap, typename RetIterator> | 
|---|
| 16 |   typename EdgeCostMap::ValueType | 
|---|
| 17 |   kruskal2(Graph const& G, EdgeCostMap const& edge_costs, | 
|---|
| 18 |            RetIterator ret_iterator); | 
|---|
| 19 |  | 
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| 20 |   // FIXME: ret_iterator nem lehet referencia!!! | 
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| 21 |  | 
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| 22 |   template <typename Graph, typename EdgeCostPairVec, typename RetEdgeBoolMap> | 
|---|
| 23 |   typename EdgeCostPairVec::value_type::second_type | 
|---|
| 24 |   kruskal3(Graph const& G, EdgeCostPairVec const& edge_cost_pair_vec, | 
|---|
| 25 |            RetEdgeBoolMap &ret_bool_map); | 
|---|
| 26 |  | 
|---|
| 27 |   template <typename Graph, typename EdgeCostPairVec, typename RetIterator> | 
|---|
| 28 |   typename EdgeCostPairVec::value_type::second_type | 
|---|
| 29 |   kruskal4(Graph const& G, EdgeCostPairVec const& edge_cost_pair_vec, | 
|---|
| 30 |            RetIterator &ret_iterator); | 
|---|
| 31 |  | 
|---|
| 32 |   template <typename Graph, typename EdgePairVec, typename RetEdgeBoolMap> | 
|---|
| 33 |   int | 
|---|
| 34 |   kruskal5(Graph const& G, EdgePairVec const& edge_pair_vec, | 
|---|
| 35 |            RetEdgeBoolMap &ret_bool_map); | 
|---|
| 36 |  | 
|---|
| 37 |   template <typename Graph, typename EdgePairVec, typename RetIterator> | 
|---|
| 38 |   int | 
|---|
| 39 |   kruskal6(Graph const& G, EdgePairVec const& edge_pair_vec, | 
|---|
| 40 |            RetIterator &ret_iterator); | 
|---|
| 41 |  | 
|---|
| 42 |  | 
|---|
| 43 |   template <typename Graph, typename EdgeCostMap, typename RetEdgeBoolMap, | 
|---|
| 44 |             typename RetIterator> | 
|---|
| 45 |   typename EdgeCostMap::ValueType | 
|---|
| 46 |   kruskal7(Graph const& G, EdgeCostMap const& edge_costs, | 
|---|
| 47 |            RetEdgeBoolMap &ret_bool_map, RetIterator &ret_iterator); | 
|---|
| 48 |  | 
|---|
| 49 |   template <typename Graph, typename EdgeCostPairVec, typename RetEdgeBoolMap, | 
|---|
| 50 |             typename RetIterator> | 
|---|
| 51 |   typename EdgeCostPairVec::value_type::second_type | 
|---|
| 52 |   kruskal8(Graph const& G, EdgeCostPairVec const& edge_cost_pair_vec, | 
|---|
| 53 |            RetEdgeBoolMap &ret_bool_map, RetIterator &ret_iterator); | 
|---|
| 54 |  | 
|---|
| 55 |   template <typename Graph, typename EdgePairVec, typename RetEdgeBoolMap, | 
|---|
| 56 |             typename RetIterator> | 
|---|
| 57 |   int | 
|---|
| 58 |   kruskal9(Graph const& G, EdgePairVec const& edge_pair_vec, | 
|---|
| 59 |            RetEdgeBoolMap &ret_bool_map, RetIterator &ret_iterator); | 
|---|
| 60 |  | 
|---|
| 61 |  | 
|---|
| 62 |  | 
|---|
| 63 |  | 
|---|
| 64 |   template <typename Graph, typename InputEdgeOrder, typename OutputObserver> | 
|---|
| 65 |   class MinCostTreeKruskal | 
|---|
| 66 |   { | 
|---|
| 67 |  | 
|---|
| 68 |     typedef typename Graph::EdgeIt EdgeIt; | 
|---|
| 69 |     typedef typename Graph::Edge Edge; | 
|---|
| 70 |  | 
|---|
| 71 |   public: | 
|---|
| 72 |     typedef typename InputEdgeOrder::ValueType EdgeCost; | 
|---|
| 73 |      | 
|---|
| 74 |   private: | 
|---|
| 75 |     Graph const &G; | 
|---|
| 76 |     InputEdgeOrder const &edges; | 
|---|
| 77 |     OutputObserver &out_obs; | 
|---|
| 78 |  | 
|---|
| 79 |   public: | 
|---|
| 80 |  | 
|---|
| 81 |  | 
|---|
| 82 |     MinCostTreeKruskal(Graph const& _G, InputEdgeOrder const& _edges,  | 
|---|
| 83 |                        OutputObserver& _out_obs) :  | 
|---|
| 84 |       G(_G), edges(_edges), out_obs(_out_obs) {} | 
|---|
| 85 |    | 
|---|
| 86 |  | 
|---|
| 87 |     EdgeCost run() | 
|---|
| 88 |     { | 
|---|
| 89 |       typedef typename Graph::NodeMap<int> NodeIntMap; | 
|---|
| 90 |       typedef typename Graph::Node Node; | 
|---|
| 91 |       NodeIntMap comp_map(G, -1); | 
|---|
| 92 |       UnionFind<Node,NodeIntMap> uf(comp_map);  | 
|---|
| 93 |        | 
|---|
| 94 |       EdgeCost tot_cost = 0; | 
|---|
| 95 |       for (typename InputEdgeOrder::const_iterator p = edges.begin();  | 
|---|
| 96 |            p!=edges.end(); ++p ) { | 
|---|
| 97 |         if ( uf.joinComponents(G.head(edges.first(p)), | 
|---|
| 98 |                                G.tail(edges.first(p))) ) { | 
|---|
| 99 |           out_obs.setTrue(edges.first(p)); | 
|---|
| 100 |           tot_cost += edges.second(p); | 
|---|
| 101 |         } | 
|---|
| 102 |         else { | 
|---|
| 103 |           out_obs.setFalse(edges.first(p)); | 
|---|
| 104 |         } | 
|---|
| 105 |       } | 
|---|
| 106 |       return tot_cost; | 
|---|
| 107 |     } | 
|---|
| 108 |  | 
|---|
| 109 |   }; | 
|---|
| 110 |  | 
|---|
| 111 |    | 
|---|
| 112 |   /* ** ** Output-objektumok (Observerek (?)) ** ** */ | 
|---|
| 113 |    | 
|---|
| 114 |   template <typename BoolMap> | 
|---|
| 115 |   class BoolMapOutput { | 
|---|
| 116 |     BoolMap &bm; | 
|---|
| 117 |     typedef typename BoolMap::KeyType KeyType; | 
|---|
| 118 |  | 
|---|
| 119 |   public: | 
|---|
| 120 |     BoolMapOutput(BoolMap &_bm) : bm(_bm) {} | 
|---|
| 121 |  | 
|---|
| 122 |     void setTrue(KeyType const& k) { bm.set(k, true); } | 
|---|
| 123 |     void setFalse(KeyType const& k) { bm.set(k, false); } | 
|---|
| 124 |   }; | 
|---|
| 125 |  | 
|---|
| 126 |   template <typename Iterator> | 
|---|
| 127 |   class SequenceOutput { | 
|---|
| 128 |     Iterator ⁢ | 
|---|
| 129 |  | 
|---|
| 130 |   public: | 
|---|
| 131 |     SequenceOutput(Iterator &_it) : it(_it) {} | 
|---|
| 132 |  | 
|---|
| 133 |     template<typename KeyType> | 
|---|
| 134 |     void setTrue(KeyType const& k) { *it=k; ++it; } | 
|---|
| 135 |     template<typename KeyType> | 
|---|
| 136 |     void setFalse(KeyType const& k) {} | 
|---|
| 137 |   }; | 
|---|
| 138 |  | 
|---|
| 139 |   template <typename BoolMap, typename Iterator> | 
|---|
| 140 |   class CombinedOutput : BoolMapOutput<BoolMap>, SequenceOutput<Iterator> { | 
|---|
| 141 |     typedef BoolMapOutput<BoolMap> BMO; | 
|---|
| 142 |     typedef SequenceOutput<Iterator> SO; | 
|---|
| 143 |   public: | 
|---|
| 144 |     CombinedOutput(BoolMap &_bm, Iterator &_it) : | 
|---|
| 145 |       BMO(_bm), SO(_it) {} | 
|---|
| 146 |  | 
|---|
| 147 |     template<typename KeyType> | 
|---|
| 148 |     void setTrue(KeyType const& k) { | 
|---|
| 149 |       BMO::setTrue(k);  | 
|---|
| 150 |       SO::setTrue(k); | 
|---|
| 151 |     } | 
|---|
| 152 |     template<typename KeyType> | 
|---|
| 153 |     void setFalse(KeyType const& k) { | 
|---|
| 154 |       BMO::setFalse(k);  | 
|---|
| 155 |       SO::setFalse(k);       | 
|---|
| 156 |     } | 
|---|
| 157 |   }; | 
|---|
| 158 |  | 
|---|
| 159 |  | 
|---|
| 160 |   /* ** ** InputSource -ok ** ** */ | 
|---|
| 161 |  | 
|---|
| 162 |   template<typename Key, typename Val> | 
|---|
| 163 |   class PairVec : public std::vector< std::pair<Key,Val> > { | 
|---|
| 164 |  | 
|---|
| 165 |   public: | 
|---|
| 166 |     typedef std::vector< std::pair<Key,Val> > Parent; | 
|---|
| 167 |     typedef Key KeyType; | 
|---|
| 168 |     typedef Val ValueType; | 
|---|
| 169 |     typedef std::pair<Key,Val> PairType; | 
|---|
| 170 |  | 
|---|
| 171 |     typedef typename Parent::iterator iterator; | 
|---|
| 172 |     typedef typename Parent::const_iterator const_iterator; | 
|---|
| 173 |  | 
|---|
| 174 |  | 
|---|
| 175 |   private: | 
|---|
| 176 |  | 
|---|
| 177 |     class comparePair { | 
|---|
| 178 |     public: | 
|---|
| 179 |       bool operator()(PairType const& a, PairType const& b) { | 
|---|
| 180 |         return a.second < b.second; | 
|---|
| 181 |       } | 
|---|
| 182 |     }; | 
|---|
| 183 |  | 
|---|
| 184 |   public: | 
|---|
| 185 |  | 
|---|
| 186 |     // FIXME: kell ez? | 
|---|
| 187 |     // PairVec(Parent const& p) : Parent(p) {} | 
|---|
| 188 |      | 
|---|
| 189 |     void sort() { | 
|---|
| 190 |       std::sort(begin(), end(), comparePair()); | 
|---|
| 191 |     } | 
|---|
| 192 |  | 
|---|
| 193 |     // FIXME: nem nagyon illik ez ide... | 
|---|
| 194 |     template<typename Graph, typename Map> | 
|---|
| 195 |     void readGraphEdgeMap(Graph const& G, Map const& m) { | 
|---|
| 196 |       typedef typename Graph::EdgeIt EdgeIt; | 
|---|
| 197 |  | 
|---|
| 198 |       clear(); | 
|---|
| 199 |       for (EdgeIt e=G.template first<EdgeIt>(); G.valid(e); G.next(e)) { | 
|---|
| 200 |         push_back(make_pair(e, m[e])); | 
|---|
| 201 |       } | 
|---|
| 202 |  | 
|---|
| 203 |       sort(); | 
|---|
| 204 |     } | 
|---|
| 205 |  | 
|---|
| 206 |     int alma() { return 5; /* FIXME */ } | 
|---|
| 207 |  | 
|---|
| 208 |     Key const& first(const_iterator i) const { return i->first; } | 
|---|
| 209 |     Key& first(iterator i) { return i->first; } | 
|---|
| 210 |  | 
|---|
| 211 |     Val const& second(const_iterator i) const { return i->second; } | 
|---|
| 212 |     Val& second(iterator i) { return i->second; } | 
|---|
| 213 |   }; | 
|---|
| 214 |  | 
|---|
| 215 |   /* ** ** Wrapper fuggvenyek ** ** */ | 
|---|
| 216 |  | 
|---|
| 217 |   template <typename Graph, typename EdgeCostMap, typename RetEdgeBoolMap> | 
|---|
| 218 |   typename EdgeCostMap::ValueType | 
|---|
| 219 |   kruskal1(Graph const& G, EdgeCostMap const& edge_costs, | 
|---|
| 220 |            RetEdgeBoolMap &ret_bool_map) { | 
|---|
| 221 |     typedef BoolMapOutput<RetEdgeBoolMap> OutObs; | 
|---|
| 222 |     OutObs out(ret_bool_map); | 
|---|
| 223 |  | 
|---|
| 224 |     typedef PairVec<typename Graph::Edge, typename EdgeCostMap::ValueType> | 
|---|
| 225 |       InputVec; | 
|---|
| 226 |     InputVec iv; | 
|---|
| 227 |     iv.readGraphEdgeMap(G, edge_costs); | 
|---|
| 228 |  | 
|---|
| 229 |     MinCostTreeKruskal<Graph,InputVec,OutObs> mctk(G, iv, out); | 
|---|
| 230 |     return mctk.run(); | 
|---|
| 231 |   } | 
|---|
| 232 |  | 
|---|
| 233 |   template <typename Graph, typename EdgeCostMap, typename RetIterator> | 
|---|
| 234 |   typename EdgeCostMap::ValueType | 
|---|
| 235 |   kruskal2(Graph const& G, EdgeCostMap const& edge_costs, | 
|---|
| 236 |            RetIterator ret_iterator) { | 
|---|
| 237 |     typedef SequenceOutput<RetIterator> OutObs; | 
|---|
| 238 |     OutObs out(ret_iterator); | 
|---|
| 239 |  | 
|---|
| 240 |     typedef PairVec<typename Graph::Edge, typename EdgeCostMap::ValueType> | 
|---|
| 241 |       InputVec; | 
|---|
| 242 |     InputVec iv; | 
|---|
| 243 |     iv.readGraphEdgeMap(G, edge_costs); | 
|---|
| 244 |  | 
|---|
| 245 |     MinCostTreeKruskal<Graph,InputVec,OutObs> mctk(G, iv, out); | 
|---|
| 246 |     return mctk.run();     | 
|---|
| 247 |   } | 
|---|
| 248 |  | 
|---|
| 249 |  | 
|---|
| 250 | } //namespace hugo | 
|---|
| 251 |  | 
|---|
| 252 | #endif //HUGO_KRUSKAL_H | 
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