| [150] | 1 | // -*- c++ -*- // | 
|---|
| [218] | 2 | #ifndef HUGO_UNION_FIND_H | 
|---|
 | 3 | #define HUGO_UNION_FIND_H | 
|---|
| [150] | 4 |  | 
|---|
 | 5 | #include <vector> | 
|---|
| [394] | 6 | #include <list> | 
|---|
| [150] | 7 | #include <utility> | 
|---|
| [394] | 8 | #include <algorithm> | 
|---|
 | 9 |  | 
|---|
 | 10 | #include <invalid.h> | 
|---|
| [150] | 11 |  | 
|---|
 | 12 | namespace hugo { | 
|---|
 | 13 |  | 
|---|
 | 14 |   template <typename T, typename TIntMap> | 
|---|
 | 15 |   class UnionFind { | 
|---|
 | 16 |      | 
|---|
 | 17 |   public: | 
|---|
 | 18 |     typedef T ElementType; | 
|---|
 | 19 |     typedef std::pair<int,int> PairType; | 
|---|
 | 20 |  | 
|---|
 | 21 |   private: | 
|---|
 | 22 |     std::vector<PairType> data; | 
|---|
 | 23 |     TIntMap& map; | 
|---|
 | 24 |  | 
|---|
 | 25 |   public: | 
|---|
 | 26 |     UnionFind(TIntMap& m) : map(m) {} | 
|---|
 | 27 |  | 
|---|
 | 28 |  | 
|---|
| [394] | 29 |     int find(T a) | 
|---|
| [150] | 30 |     { | 
|---|
| [349] | 31 |       int comp0 = map[a]; | 
|---|
| [150] | 32 |       if (comp0 < 0) { | 
|---|
| [394] | 33 |         return insert(a); | 
|---|
| [150] | 34 |       } | 
|---|
 | 35 |       int comp = comp0; | 
|---|
 | 36 |       int next; | 
|---|
 | 37 |       while ( (next = data[comp].first) != comp) { | 
|---|
 | 38 |         comp = next; | 
|---|
 | 39 |       } | 
|---|
 | 40 |       while ( (next = data[comp0].first) != comp) { | 
|---|
 | 41 |         data[comp0].first = comp; | 
|---|
 | 42 |         comp0 = next; | 
|---|
 | 43 |       } | 
|---|
 | 44 |  | 
|---|
 | 45 |       return comp; | 
|---|
 | 46 |     } | 
|---|
 | 47 |  | 
|---|
| [394] | 48 |     int insert(T a) | 
|---|
| [150] | 49 |     { | 
|---|
 | 50 |       int n = data.size(); | 
|---|
| [394] | 51 |       data.push_back(std::make_pair(n, 1)); | 
|---|
| [150] | 52 |       map.set(a,n); | 
|---|
 | 53 |       return n; | 
|---|
 | 54 |     } | 
|---|
 | 55 |  | 
|---|
| [394] | 56 |     bool join(T a, T b) | 
|---|
| [150] | 57 |     { | 
|---|
| [394] | 58 |       int ca = find(a); | 
|---|
 | 59 |       int cb = find(b); | 
|---|
| [150] | 60 |  | 
|---|
 | 61 |       if ( ca == cb )  | 
|---|
 | 62 |         return false; | 
|---|
 | 63 |  | 
|---|
 | 64 |       if ( data[ca].second > data[cb].second ) { | 
|---|
 | 65 |         data[cb].first = ca; | 
|---|
 | 66 |         data[ca].second += data[cb].second; | 
|---|
 | 67 |       } | 
|---|
 | 68 |       else { | 
|---|
 | 69 |         data[ca].first = cb; | 
|---|
 | 70 |         data[cb].second += data[ca].second; | 
|---|
 | 71 |       } | 
|---|
 | 72 |       return true; | 
|---|
 | 73 |     } | 
|---|
 | 74 |  | 
|---|
| [394] | 75 |     int size(T a) | 
|---|
| [218] | 76 |     { | 
|---|
| [394] | 77 |       int ca = find(a); | 
|---|
| [218] | 78 |       return data[ca].second; | 
|---|
 | 79 |     } | 
|---|
 | 80 |  | 
|---|
| [150] | 81 |   }; | 
|---|
 | 82 |  | 
|---|
| [394] | 83 |  | 
|---|
 | 84 |  | 
|---|
 | 85 |  | 
|---|
 | 86 |   /*******************************************************/ | 
|---|
 | 87 |  | 
|---|
 | 88 |  | 
|---|
 | 89 |  | 
|---|
 | 90 |   template <typename T> | 
|---|
 | 91 |   struct UnionFindEnumItem { | 
|---|
 | 92 |  | 
|---|
 | 93 |     typedef std::list<UnionFindEnumItem> ItemList; | 
|---|
 | 94 |     typedef std::list<ItemList> ClassList; | 
|---|
 | 95 |     typedef typename ItemList::iterator IIter; | 
|---|
 | 96 |     typedef typename ClassList::iterator CIter; | 
|---|
 | 97 |  | 
|---|
 | 98 |     T me; | 
|---|
 | 99 |     IIter parent; | 
|---|
 | 100 |     int size; | 
|---|
 | 101 |     CIter my_class; | 
|---|
 | 102 |  | 
|---|
 | 103 |     UnionFindEnumItem() {} | 
|---|
 | 104 |     UnionFindEnumItem(const T &_me, CIter _my_class):  | 
|---|
 | 105 |       me(_me), size(1), my_class(_my_class) {} | 
|---|
 | 106 |   }; | 
|---|
 | 107 |  | 
|---|
 | 108 |   template <typename T, template <typename Item> class Map> | 
|---|
 | 109 |   class UnionFindEnum { | 
|---|
 | 110 |  | 
|---|
 | 111 |     typedef std::list<UnionFindEnumItem<T> > ItemList; | 
|---|
 | 112 |     typedef std::list<ItemList> ClassList; | 
|---|
 | 113 |     typedef typename ItemList::iterator IIter; | 
|---|
 | 114 |     typedef typename ItemList::const_iterator IcIter; | 
|---|
 | 115 |     typedef typename ClassList::iterator CIter; | 
|---|
 | 116 |     typedef typename ClassList::const_iterator CcIter; | 
|---|
 | 117 |  | 
|---|
 | 118 |   public: | 
|---|
 | 119 |     typedef T ElementType; | 
|---|
 | 120 |     typedef UnionFindEnumItem<T> ItemType; | 
|---|
 | 121 |     typedef Map< IIter > MapType; | 
|---|
 | 122 |  | 
|---|
 | 123 |   private: | 
|---|
 | 124 |     MapType& m; | 
|---|
 | 125 |     ClassList classes; | 
|---|
 | 126 |  | 
|---|
 | 127 |     //    IIter where(const T &a) { return m[a]; } | 
|---|
 | 128 |     //    IIter parent(IIter a) { return a->parent; } | 
|---|
 | 129 |     //    P sibling(P a) { return &m[a->sibling]; } | 
|---|
 | 130 |  | 
|---|
 | 131 |     IIter _find(IIter a) const { | 
|---|
 | 132 |       IIter comp = a; | 
|---|
 | 133 |       IIter next; | 
|---|
 | 134 |       while( (next = comp->parent) != comp ) { | 
|---|
 | 135 |         comp = next; | 
|---|
 | 136 |       } | 
|---|
 | 137 |  | 
|---|
 | 138 |       IIter comp1 = a; | 
|---|
 | 139 |       while( (next = comp1->parent) != comp ) { | 
|---|
 | 140 |         comp1->parent = comp->parent; | 
|---|
 | 141 |         comp1 = next; | 
|---|
 | 142 |       } | 
|---|
 | 143 |       return comp; | 
|---|
 | 144 |     } | 
|---|
 | 145 |  | 
|---|
 | 146 |   public: | 
|---|
 | 147 |     UnionFindEnum(MapType& _m) : m(_m) {} | 
|---|
 | 148 |  | 
|---|
 | 149 |     void insert(const T &a) | 
|---|
 | 150 |     { | 
|---|
 | 151 |  | 
|---|
 | 152 |  | 
|---|
 | 153 |       classes.push_back(ItemList()); | 
|---|
 | 154 |       CIter aclass = classes.end(); | 
|---|
 | 155 |       --aclass; | 
|---|
 | 156 |  | 
|---|
 | 157 |       ItemList &alist = *aclass; | 
|---|
 | 158 |       alist.push_back(ItemType(a, aclass)); | 
|---|
 | 159 |       IIter ai = alist.begin(); | 
|---|
 | 160 |  | 
|---|
 | 161 |       ai->parent = ai; | 
|---|
 | 162 |       m.set(a, ai); | 
|---|
 | 163 |  | 
|---|
 | 164 |     } | 
|---|
 | 165 |  | 
|---|
 | 166 |     T find(const T &a) const { | 
|---|
 | 167 |       return _find(m[a])->me; | 
|---|
 | 168 |     } | 
|---|
 | 169 |  | 
|---|
 | 170 |     bool join(T a, T b) { | 
|---|
 | 171 |  | 
|---|
 | 172 |       IIter ca = _find(m[a]); | 
|---|
 | 173 |       IIter cb = _find(m[b]); | 
|---|
 | 174 |  | 
|---|
 | 175 |       if ( ca == cb ) { | 
|---|
 | 176 |         return false; | 
|---|
 | 177 |       } | 
|---|
 | 178 |  | 
|---|
 | 179 |       if ( ca->size > cb->size ) { | 
|---|
 | 180 |  | 
|---|
 | 181 |         cb->parent = ca->parent; | 
|---|
 | 182 |         ca->size += cb->size; | 
|---|
 | 183 |          | 
|---|
 | 184 |         ItemList &alist = *ca->my_class; | 
|---|
 | 185 |         alist.splice(alist.end(),*cb->my_class); | 
|---|
 | 186 |  | 
|---|
 | 187 |         classes.erase(cb->my_class); | 
|---|
 | 188 |         cb->my_class = 0; | 
|---|
 | 189 |       } | 
|---|
 | 190 |       else { | 
|---|
 | 191 |  | 
|---|
 | 192 |         ca->parent = cb->parent; | 
|---|
 | 193 |         cb->size += ca->size; | 
|---|
 | 194 |          | 
|---|
 | 195 |         ItemList &blist = *cb->my_class; | 
|---|
 | 196 |         blist.splice(blist.end(),*ca->my_class); | 
|---|
 | 197 |  | 
|---|
 | 198 |         classes.erase(ca->my_class); | 
|---|
 | 199 |         ca->my_class = 0; | 
|---|
 | 200 |       } | 
|---|
 | 201 |  | 
|---|
 | 202 |       return true; | 
|---|
 | 203 |     } | 
|---|
 | 204 |  | 
|---|
 | 205 |     int size(const T &a) const { | 
|---|
 | 206 |       return _find(m[a])->size; | 
|---|
 | 207 |     } | 
|---|
 | 208 |  | 
|---|
 | 209 |      | 
|---|
 | 210 |     void split(const T &a) { | 
|---|
 | 211 |  | 
|---|
 | 212 |       IIter ca = _find(m[a]); | 
|---|
 | 213 |   | 
|---|
 | 214 |       if ( ca->size == 1 ) | 
|---|
 | 215 |         return; | 
|---|
 | 216 |        | 
|---|
 | 217 |       CIter aclass = ca->my_class; | 
|---|
 | 218 |  | 
|---|
 | 219 |       for(IIter curr = ca; ++curr != aclass->end(); curr=ca) { | 
|---|
 | 220 |         classes.push_back(ItemList()); | 
|---|
 | 221 |         CIter nl = --classes.end(); | 
|---|
 | 222 |         nl->splice(nl->end(), *aclass, curr); | 
|---|
 | 223 |  | 
|---|
 | 224 |         curr->size=1; | 
|---|
 | 225 |         curr->parent=curr; | 
|---|
 | 226 |         curr->my_class = nl; | 
|---|
 | 227 |       } | 
|---|
 | 228 |  | 
|---|
 | 229 |       ca->size=1; | 
|---|
 | 230 |       return; | 
|---|
 | 231 |     } | 
|---|
 | 232 |  | 
|---|
 | 233 |     void erase(const T &a) { | 
|---|
 | 234 |  | 
|---|
 | 235 |       IIter ma = m[a]; | 
|---|
 | 236 |       if (ma == 0) return; | 
|---|
 | 237 |  | 
|---|
 | 238 |       IIter la = _find(ma); | 
|---|
 | 239 |       if (la == ma) { | 
|---|
 | 240 |         if (ma -> size == 1){ | 
|---|
 | 241 |           classes.erase(ma->my_class); | 
|---|
 | 242 |           m.set(a,0); | 
|---|
 | 243 |           return; | 
|---|
 | 244 |         } | 
|---|
 | 245 |         ++la; | 
|---|
 | 246 |         la->size = ma->size - 1;  | 
|---|
 | 247 |         la->my_class = ma->my_class;     | 
|---|
 | 248 |       } | 
|---|
 | 249 |  | 
|---|
 | 250 |       for (IIter i = la; i != la->my_class->end(); ++i) { | 
|---|
 | 251 |         i->parent = la; | 
|---|
 | 252 |       } | 
|---|
 | 253 |  | 
|---|
 | 254 |       la->my_class->erase(ma); | 
|---|
 | 255 |       m.set(a,0); | 
|---|
 | 256 |     } | 
|---|
 | 257 |  | 
|---|
 | 258 |     void eraseClass(const T &a) { | 
|---|
 | 259 |       IIter ma = m[a]; | 
|---|
 | 260 |       if (ma == 0) return; | 
|---|
 | 261 | #     ifdef DEBUG | 
|---|
 | 262 |       CIter c = _find(ma)->my_class; | 
|---|
 | 263 |       for (IIter i=c->begin(); i!=c->end(); ++i) | 
|---|
 | 264 |         m.set(i->me, 0); | 
|---|
 | 265 | #     endif | 
|---|
 | 266 |       classes.erase(_find(ma)->my_class); | 
|---|
 | 267 |     } | 
|---|
 | 268 |  | 
|---|
 | 269 |  | 
|---|
 | 270 |     class ClassIt { | 
|---|
 | 271 |       friend class UnionFindEnum; | 
|---|
 | 272 |  | 
|---|
 | 273 |       CcIter i; | 
|---|
 | 274 |     public: | 
|---|
 | 275 |       ClassIt(Invalid): i(0) {} | 
|---|
 | 276 |       ClassIt() {} | 
|---|
 | 277 |        | 
|---|
 | 278 |       operator const T& () const {  | 
|---|
 | 279 |         ItemList const &ll = *i; | 
|---|
 | 280 |         return (ll.begin())->me; } | 
|---|
 | 281 |       bool operator == (ClassIt it) const { | 
|---|
 | 282 |         return (i == it.i); | 
|---|
 | 283 |       } | 
|---|
 | 284 |       bool operator != (ClassIt it) const { | 
|---|
 | 285 |         return (i != it.i); | 
|---|
 | 286 |       } | 
|---|
 | 287 |       bool operator < (ClassIt it) const { | 
|---|
 | 288 |         return (i < it.i); | 
|---|
 | 289 |       } | 
|---|
 | 290 |  | 
|---|
 | 291 |       bool valid() const { return i != 0; } | 
|---|
 | 292 |     private: | 
|---|
 | 293 |       void first(const ClassList &l) { i = l.begin(); validate(l); } | 
|---|
 | 294 |       void next(const ClassList &l) { | 
|---|
 | 295 |         ++i;  | 
|---|
 | 296 |         validate(l); | 
|---|
 | 297 |       } | 
|---|
 | 298 |       void validate(const ClassList &l) { | 
|---|
 | 299 |         if ( i == l.end() )  | 
|---|
 | 300 |           i = 0; | 
|---|
 | 301 |       } | 
|---|
 | 302 |     }; | 
|---|
 | 303 |  | 
|---|
 | 304 |  | 
|---|
 | 305 |     ClassIt& first(ClassIt& it) const { | 
|---|
 | 306 |       it.first(classes); | 
|---|
 | 307 |       return it; | 
|---|
 | 308 |     } | 
|---|
 | 309 |  | 
|---|
 | 310 |     bool valid(ClassIt const &it) const { | 
|---|
 | 311 |       return it.valid();  | 
|---|
 | 312 |     } | 
|---|
 | 313 |  | 
|---|
 | 314 |     ClassIt& next(ClassIt& it) const { | 
|---|
 | 315 |       it.next(classes); | 
|---|
 | 316 |       return it; | 
|---|
 | 317 |     } | 
|---|
 | 318 |  | 
|---|
 | 319 |  | 
|---|
 | 320 |     class ItemIt { | 
|---|
 | 321 |       friend class UnionFindEnum; | 
|---|
 | 322 |  | 
|---|
 | 323 |       IcIter i; | 
|---|
 | 324 |       const ItemList *l; | 
|---|
 | 325 |     public: | 
|---|
 | 326 |       ItemIt(Invalid): i(0) {} | 
|---|
 | 327 |       ItemIt() {} | 
|---|
 | 328 |        | 
|---|
 | 329 |       operator const T& () const { return i->me; } | 
|---|
 | 330 |       bool operator == (ItemIt it) const { | 
|---|
 | 331 |         return (i == it.i); | 
|---|
 | 332 |       } | 
|---|
 | 333 |       bool operator != (ItemIt it) const { | 
|---|
 | 334 |         return (i != it.i); | 
|---|
 | 335 |       } | 
|---|
 | 336 |       bool operator < (ItemIt it) const { | 
|---|
 | 337 |         return (i < it.i); | 
|---|
 | 338 |       } | 
|---|
 | 339 |  | 
|---|
 | 340 |       bool valid() const { return i != 0; } | 
|---|
 | 341 |     private: | 
|---|
 | 342 |       void first(const ItemList &il) { l=&il; i = l->begin(); validate(); } | 
|---|
 | 343 |       void next() { | 
|---|
 | 344 |         ++i;  | 
|---|
 | 345 |         validate(); | 
|---|
 | 346 |       } | 
|---|
 | 347 |       void validate() { | 
|---|
 | 348 |         if ( i == l->end() )  | 
|---|
 | 349 |           i = 0; | 
|---|
 | 350 |       } | 
|---|
 | 351 |     }; | 
|---|
 | 352 |  | 
|---|
 | 353 |  | 
|---|
 | 354 |     ItemIt& first(ItemIt& it, const T& a) const { | 
|---|
 | 355 |       it.first( * _find(m[a])->my_class ); | 
|---|
 | 356 |       return it; | 
|---|
 | 357 |     } | 
|---|
 | 358 |  | 
|---|
 | 359 |     bool valid(ItemIt const &it) const { | 
|---|
 | 360 |       return it.valid();  | 
|---|
 | 361 |     } | 
|---|
 | 362 |  | 
|---|
 | 363 |     ItemIt& next(ItemIt& it) const { | 
|---|
 | 364 |       it.next(); | 
|---|
 | 365 |       return it; | 
|---|
 | 366 |     } | 
|---|
 | 367 |      | 
|---|
 | 368 |  | 
|---|
 | 369 |  | 
|---|
 | 370 |   }; | 
|---|
 | 371 |  | 
|---|
| [150] | 372 | } //namespace hugo | 
|---|
 | 373 |  | 
|---|
| [218] | 374 | #endif //HUGO_UNION_FIND_H | 
|---|