| 1 | // -*- c++ -*- // | 
|---|
| 2 |  | 
|---|
| 3 | /** | 
|---|
| 4 |  * | 
|---|
| 5 |  * Class for representing paths in graphs. | 
|---|
| 6 |  * | 
|---|
| 7 |  */ | 
|---|
| 8 |  | 
|---|
| 9 | #ifndef HUGO_PATH_H | 
|---|
| 10 | #define HUGO_PATH_H | 
|---|
| 11 |  | 
|---|
| 12 | #include <deque> | 
|---|
| 13 | #include <algorithm> | 
|---|
| 14 |  | 
|---|
| 15 | #include <invalid.h> | 
|---|
| 16 |  | 
|---|
| 17 | namespace hugo { | 
|---|
| 18 |  | 
|---|
| 19 |   /* Ennek az allocatorosdinak sokkal jobban utana kene nezni a hasznalata | 
|---|
| 20 |      elott. Eleg bonyinak nez ki, ahogyan azokat az STL-ben hasznaljak. */ | 
|---|
| 21 |  | 
|---|
| 22 |   template<typename Graph> | 
|---|
| 23 |   class Path { | 
|---|
| 24 |  | 
|---|
| 25 |   public: | 
|---|
| 26 |     typedef typename Graph::Edge GraphEdge; | 
|---|
| 27 |     typedef typename Graph::Node GraphNode; | 
|---|
| 28 |     class NodeIt; | 
|---|
| 29 |     class EdgeIt; | 
|---|
| 30 |  | 
|---|
| 31 |   protected: | 
|---|
| 32 |     Graph& G; | 
|---|
| 33 |     // FIXME: ehelyett eleg lenne tarolni ket boolt: a ket szelso el | 
|---|
| 34 |     // iranyitasat: | 
|---|
| 35 |     GraphNode _first, _last; | 
|---|
| 36 |     typedef std::deque<GraphEdge> Container; | 
|---|
| 37 |     Container edges; | 
|---|
| 38 |  | 
|---|
| 39 |   public: | 
|---|
| 40 |  | 
|---|
| 41 |     Path(Graph &_G) : G(_G), _first(INVALID), _last(INVALID) {} | 
|---|
| 42 |  | 
|---|
| 43 |     /// Subpath defined by two nodes. | 
|---|
| 44 |     /// Nodes may be in reversed order, then | 
|---|
| 45 |     /// we contstruct the reversed path. | 
|---|
| 46 |     Path(const Path &P, const NodeIt &a, const NodeIt &b); | 
|---|
| 47 |     /// Subpath defined by two edges. Contains edges in [a,b) | 
|---|
| 48 |     /// It is an error if the two edges are not in order! | 
|---|
| 49 |     Path(const Path &P, const EdgeIt &a, const EdgeIt &b); | 
|---|
| 50 |      | 
|---|
| 51 |     size_t length() const { return edges.size(); } | 
|---|
| 52 |     GraphNode from() const { return _first; } | 
|---|
| 53 |     GraphNode to() const { return _last; } | 
|---|
| 54 |  | 
|---|
| 55 |     NodeIt& first(NodeIt &n) const { return nth(n, 0); } | 
|---|
| 56 |     EdgeIt& first(EdgeIt &e) const { return nth(e, 0); } | 
|---|
| 57 |     template<typename It> | 
|---|
| 58 |     It first() const {  | 
|---|
| 59 |       It e; | 
|---|
| 60 |       first(e); | 
|---|
| 61 |       return e;  | 
|---|
| 62 |     } | 
|---|
| 63 |  | 
|---|
| 64 |     NodeIt& nth(NodeIt &, size_t) const; | 
|---|
| 65 |     EdgeIt& nth(EdgeIt &, size_t) const; | 
|---|
| 66 |     template<typename It> | 
|---|
| 67 |     It nth(size_t n) const {  | 
|---|
| 68 |       It e; | 
|---|
| 69 |       nth(e, n); | 
|---|
| 70 |       return e;  | 
|---|
| 71 |     } | 
|---|
| 72 |  | 
|---|
| 73 |     bool valid(const NodeIt &n) const { return n.idx <= length(); } | 
|---|
| 74 |     bool valid(const EdgeIt &e) const { return e.it < edges.end(); } | 
|---|
| 75 |  | 
|---|
| 76 |     bool isForward(const EdgeIt &e) const { return e.forw; } | 
|---|
| 77 |  | 
|---|
| 78 |     /// index of a node on the path. Returns length+2 for the invalid NodeIt | 
|---|
| 79 |     int index(const NodeIt &n) const { return n.idx; } | 
|---|
| 80 |     /// index of an edge on the path. Returns length+1 for the invalid EdgeIt | 
|---|
| 81 |     int index(const EdgeIt &e) const { return e.it - edges.begin(); } | 
|---|
| 82 |  | 
|---|
| 83 |     EdgeIt& next(EdgeIt &e) const; | 
|---|
| 84 |     NodeIt& next(NodeIt &n) const; | 
|---|
| 85 |     template <typename It> | 
|---|
| 86 |     It getNext(It it) const { | 
|---|
| 87 |       It tmp(it); return next(tmp); | 
|---|
| 88 |     } | 
|---|
| 89 |  | 
|---|
| 90 |     // A path is constructed using the following four functions. | 
|---|
| 91 |     // They return false if the requested operation is inconsistent | 
|---|
| 92 |     // with the path constructed so far. | 
|---|
| 93 |     // If your path has only one edge you MUST set either "from" or "to"! | 
|---|
| 94 |     // So you probably SHOULD call it in any case to be safe (and check the | 
|---|
| 95 |     // returned value to check if your path is consistent with your idea). | 
|---|
| 96 |     bool pushFront(const GraphEdge &e); | 
|---|
| 97 |     bool pushBack(const GraphEdge &e); | 
|---|
| 98 |     bool setFrom(const GraphNode &n); | 
|---|
| 99 |     bool setTo(const GraphNode &n); | 
|---|
| 100 |  | 
|---|
| 101 |     // WARNING: these two functions return the head/tail of an edge with | 
|---|
| 102 |     // respect to the direction of the path! | 
|---|
| 103 |     // So G.head(P.graphEdge(e)) == P.graphNode(P.head(e)) holds only if  | 
|---|
| 104 |     // P.forward(e) is true (or the edge is a loop)! | 
|---|
| 105 |     NodeIt head(const EdgeIt& e) const; | 
|---|
| 106 |     NodeIt tail(const EdgeIt& e) const; | 
|---|
| 107 |  | 
|---|
| 108 |     // FIXME: ezeknek valami jobb nev kellene!!! | 
|---|
| 109 |     GraphEdge graphEdge(const EdgeIt& e) const; | 
|---|
| 110 |     GraphNode graphNode(const NodeIt& n) const; | 
|---|
| 111 |  | 
|---|
| 112 |  | 
|---|
| 113 |     /*** Iterator classes ***/ | 
|---|
| 114 |     class EdgeIt { | 
|---|
| 115 |       friend class Path; | 
|---|
| 116 |  | 
|---|
| 117 |       typename Container::const_iterator it; | 
|---|
| 118 |       bool forw; | 
|---|
| 119 |     public: | 
|---|
| 120 |       // FIXME: jarna neki ilyen is... | 
|---|
| 121 |       // EdgeIt(Invalid); | 
|---|
| 122 |  | 
|---|
| 123 |       bool forward() const { return forw; } | 
|---|
| 124 |  | 
|---|
| 125 |       bool operator==(const EdgeIt& e) const { return it==e.it; } | 
|---|
| 126 |       bool operator!=(const EdgeIt& e) const { return it!=e.it; } | 
|---|
| 127 |       bool operator<(const EdgeIt& e) const { return it<e.it; } | 
|---|
| 128 |     }; | 
|---|
| 129 |  | 
|---|
| 130 |     class NodeIt { | 
|---|
| 131 |       friend class Path; | 
|---|
| 132 |       friend class EdgeIt; | 
|---|
| 133 |  | 
|---|
| 134 |       size_t idx; | 
|---|
| 135 |       bool tail;  // Is this node the tail of the edge with same idx? | 
|---|
| 136 |  | 
|---|
| 137 |     public: | 
|---|
| 138 |       // FIXME: jarna neki ilyen is... | 
|---|
| 139 |       // NodeIt(Invalid); | 
|---|
| 140 |  | 
|---|
| 141 |       bool operator==(const NodeIt& n) const { return idx==n.idx; } | 
|---|
| 142 |       bool operator!=(const NodeIt& n) const { return idx!=n.idx; } | 
|---|
| 143 |       bool operator<(const NodeIt& n) const { return idx<n.idx; } | 
|---|
| 144 |     }; | 
|---|
| 145 |  | 
|---|
| 146 |   private: | 
|---|
| 147 |     bool edgeIncident(const GraphEdge &e, const GraphNode &a, | 
|---|
| 148 |                       GraphNode &b); | 
|---|
| 149 |     bool connectTwoEdges(const GraphEdge &e, const GraphEdge &f); | 
|---|
| 150 |   }; | 
|---|
| 151 |  | 
|---|
| 152 |   template<typename Gr> | 
|---|
| 153 |   typename Path<Gr>::EdgeIt& | 
|---|
| 154 |   Path<Gr>::next(Path::EdgeIt &e) const { | 
|---|
| 155 |     if( e.it == edges.end() )  | 
|---|
| 156 |       return e; | 
|---|
| 157 |  | 
|---|
| 158 |     GraphNode common_node = ( e.forw ? G.head(*e.it) : G.tail(*e.it) ); | 
|---|
| 159 |     ++e.it; | 
|---|
| 160 |  | 
|---|
| 161 |     // Invalid edgeit is always forward :) | 
|---|
| 162 |     if( e.it == edges.end() ) { | 
|---|
| 163 |       e.forw = true; | 
|---|
| 164 |       return e; | 
|---|
| 165 |     } | 
|---|
| 166 |  | 
|---|
| 167 |     e.forw = ( G.tail(*e.it) == common_node ); | 
|---|
| 168 |     return e; | 
|---|
| 169 |   } | 
|---|
| 170 |  | 
|---|
| 171 |   template<typename Gr> | 
|---|
| 172 |   typename Path<Gr>::NodeIt& Path<Gr>::next(NodeIt &n) const { | 
|---|
| 173 |     if( n.idx >= length() ) { | 
|---|
| 174 |       // FIXME: invalid | 
|---|
| 175 |       n.idx = length()+1; | 
|---|
| 176 |       return n; | 
|---|
| 177 |     } | 
|---|
| 178 |  | 
|---|
| 179 |      | 
|---|
| 180 |     GraphNode next_node = ( n.tail ? G.head(edges[n.idx]) : | 
|---|
| 181 |                               G.tail(edges[n.idx]) ); | 
|---|
| 182 |     ++n.idx; | 
|---|
| 183 |     if( n.idx < length() ) { | 
|---|
| 184 |       n.tail = ( next_node == G.tail(edges[n.idx]) ); | 
|---|
| 185 |     } | 
|---|
| 186 |     else { | 
|---|
| 187 |       n.tail = true; | 
|---|
| 188 |     } | 
|---|
| 189 |  | 
|---|
| 190 |     return n; | 
|---|
| 191 |   } | 
|---|
| 192 |  | 
|---|
| 193 |   template<typename Gr> | 
|---|
| 194 |   bool Path<Gr>::edgeIncident(const GraphEdge &e, const GraphNode &a, | 
|---|
| 195 |                           GraphNode &b) { | 
|---|
| 196 |     if( G.tail(e) == a ) { | 
|---|
| 197 |       b=G.head(e); | 
|---|
| 198 |       return true; | 
|---|
| 199 |     } | 
|---|
| 200 |     if( G.head(e) == a ) { | 
|---|
| 201 |       b=G.tail(e); | 
|---|
| 202 |       return true; | 
|---|
| 203 |     } | 
|---|
| 204 |     return false; | 
|---|
| 205 |   } | 
|---|
| 206 |  | 
|---|
| 207 |   template<typename Gr> | 
|---|
| 208 |   bool Path<Gr>::connectTwoEdges(const GraphEdge &e, | 
|---|
| 209 |                              const GraphEdge &f) { | 
|---|
| 210 |     if( edgeIncident(f, G.tail(e), _last) ) { | 
|---|
| 211 |       _first = G.head(e); | 
|---|
| 212 |       return true; | 
|---|
| 213 |     } | 
|---|
| 214 |     if( edgeIncident(f, G.head(e), _last) ) { | 
|---|
| 215 |       _first = G.tail(e); | 
|---|
| 216 |       return true; | 
|---|
| 217 |     } | 
|---|
| 218 |     return false; | 
|---|
| 219 |   } | 
|---|
| 220 |  | 
|---|
| 221 |   template<typename Gr> | 
|---|
| 222 |   bool Path<Gr>::pushFront(const GraphEdge &e) { | 
|---|
| 223 |     if( G.valid(_first) ) { | 
|---|
| 224 |         if( edgeIncident(e, _first, _first) ) { | 
|---|
| 225 |           edges.push_front(e); | 
|---|
| 226 |           return true; | 
|---|
| 227 |         } | 
|---|
| 228 |         else | 
|---|
| 229 |           return false; | 
|---|
| 230 |     } | 
|---|
| 231 |     else if( length() < 1 || connectTwoEdges(e, edges[0]) ) { | 
|---|
| 232 |       edges.push_front(e); | 
|---|
| 233 |       return true; | 
|---|
| 234 |     } | 
|---|
| 235 |     else | 
|---|
| 236 |       return false; | 
|---|
| 237 |   } | 
|---|
| 238 |  | 
|---|
| 239 |   template<typename Gr> | 
|---|
| 240 |   bool Path<Gr>::pushBack(const GraphEdge &e) { | 
|---|
| 241 |     if( G.valid(_last) ) { | 
|---|
| 242 |         if( edgeIncident(e, _last, _last) ) { | 
|---|
| 243 |           edges.push_back(e); | 
|---|
| 244 |           return true; | 
|---|
| 245 |         } | 
|---|
| 246 |         else | 
|---|
| 247 |           return false; | 
|---|
| 248 |     } | 
|---|
| 249 |     else if( length() < 1 || connectTwoEdges(edges[0], e) ) { | 
|---|
| 250 |       edges.push_back(e); | 
|---|
| 251 |       return true; | 
|---|
| 252 |     } | 
|---|
| 253 |     else | 
|---|
| 254 |       return false; | 
|---|
| 255 |   } | 
|---|
| 256 |  | 
|---|
| 257 |  | 
|---|
| 258 |   template<typename Gr> | 
|---|
| 259 |   bool Path<Gr>::setFrom(const GraphNode &n) { | 
|---|
| 260 |     if( G.valid(_first) ) { | 
|---|
| 261 |       return _first == n; | 
|---|
| 262 |     } | 
|---|
| 263 |     else { | 
|---|
| 264 |       if( length() > 0) { | 
|---|
| 265 |         if( edgeIncident(edges[0], n, _last) ) { | 
|---|
| 266 |           _first = n; | 
|---|
| 267 |           return true; | 
|---|
| 268 |         } | 
|---|
| 269 |         else return false; | 
|---|
| 270 |       } | 
|---|
| 271 |       else { | 
|---|
| 272 |         _first = _last = n; | 
|---|
| 273 |         return true; | 
|---|
| 274 |       } | 
|---|
| 275 |     } | 
|---|
| 276 |   } | 
|---|
| 277 |  | 
|---|
| 278 |   template<typename Gr> | 
|---|
| 279 |   bool Path<Gr>::setTo(const GraphNode &n) { | 
|---|
| 280 |     if( G.valid(_last) ) { | 
|---|
| 281 |       return _last == n; | 
|---|
| 282 |     } | 
|---|
| 283 |     else { | 
|---|
| 284 |       if( length() > 0) { | 
|---|
| 285 |         if( edgeIncident(edges[0], n, _first) ) { | 
|---|
| 286 |           _last = n; | 
|---|
| 287 |           return true; | 
|---|
| 288 |         } | 
|---|
| 289 |         else return false; | 
|---|
| 290 |       } | 
|---|
| 291 |       else { | 
|---|
| 292 |         _first = _last = n; | 
|---|
| 293 |         return true; | 
|---|
| 294 |       } | 
|---|
| 295 |     } | 
|---|
| 296 |   } | 
|---|
| 297 |  | 
|---|
| 298 |  | 
|---|
| 299 |   template<typename Gr> | 
|---|
| 300 |   typename Path<Gr>::NodeIt | 
|---|
| 301 |   Path<Gr>::tail(const EdgeIt& e) const { | 
|---|
| 302 |     NodeIt n; | 
|---|
| 303 |  | 
|---|
| 304 |     if( e.it == edges.end() ) { | 
|---|
| 305 |       // FIXME: invalid-> invalid | 
|---|
| 306 |       n.idx = length() + 1; | 
|---|
| 307 |       n.tail = true; | 
|---|
| 308 |       return n; | 
|---|
| 309 |     } | 
|---|
| 310 |  | 
|---|
| 311 |     n.idx = e.it-edges.begin(); | 
|---|
| 312 |     n.tail = e.forw; | 
|---|
| 313 |     return n; | 
|---|
| 314 |   } | 
|---|
| 315 |  | 
|---|
| 316 |   template<typename Gr> | 
|---|
| 317 |   typename Path<Gr>::NodeIt | 
|---|
| 318 |   Path<Gr>::head(const EdgeIt& e) const { | 
|---|
| 319 |     if( e.it == edges.end()-1 ) { | 
|---|
| 320 |       return _last; | 
|---|
| 321 |     } | 
|---|
| 322 |  | 
|---|
| 323 |     EdgeIt next_edge = e; | 
|---|
| 324 |     next(next_edge); | 
|---|
| 325 |     return tail(next_edge); | 
|---|
| 326 |   } | 
|---|
| 327 |        | 
|---|
| 328 |   template<typename Gr> | 
|---|
| 329 |   typename Path<Gr>::GraphEdge | 
|---|
| 330 |   Path<Gr>::graphEdge(const EdgeIt& e) const { | 
|---|
| 331 |     if( e.it != edges.end() ) { | 
|---|
| 332 |       return *e.it; | 
|---|
| 333 |     } | 
|---|
| 334 |     else { | 
|---|
| 335 |       return INVALID; | 
|---|
| 336 |     } | 
|---|
| 337 |   } | 
|---|
| 338 |    | 
|---|
| 339 |   template<typename Gr> | 
|---|
| 340 |   typename Path<Gr>::GraphNode | 
|---|
| 341 |   Path<Gr>::graphNode(const NodeIt& n) const { | 
|---|
| 342 |     if( n.idx < length() ) { | 
|---|
| 343 |       return n.tail ? G.tail(edges[n.idx]) : G.head(edges[n.idx]); | 
|---|
| 344 |     } | 
|---|
| 345 |     else if( n.idx == length() ) { | 
|---|
| 346 |       return _last; | 
|---|
| 347 |     } | 
|---|
| 348 |     else { | 
|---|
| 349 |       return INVALID; | 
|---|
| 350 |     } | 
|---|
| 351 |   } | 
|---|
| 352 |  | 
|---|
| 353 |   template<typename Gr> | 
|---|
| 354 |   typename Path<Gr>::EdgeIt& Path<Gr>::nth(EdgeIt &e, size_t k) const { | 
|---|
| 355 |     if( k<0 || k>=length() ) { | 
|---|
| 356 |       // FIXME: invalid EdgeIt | 
|---|
| 357 |       e.it = edges.end(); | 
|---|
| 358 |       e.forw = true; | 
|---|
| 359 |       return e; | 
|---|
| 360 |     } | 
|---|
| 361 |  | 
|---|
| 362 |     e.it = edges.begin()+k; | 
|---|
| 363 |     if(k==0) { | 
|---|
| 364 |       e.forw = ( G.tail(*e.it) == _first ); | 
|---|
| 365 |     } | 
|---|
| 366 |     else { | 
|---|
| 367 |       e.forw = ( G.tail(*e.it) == G.tail(edges[k-1]) || | 
|---|
| 368 |                  G.tail(*e.it) == G.head(edges[k-1]) ); | 
|---|
| 369 |     } | 
|---|
| 370 |     return e; | 
|---|
| 371 |   } | 
|---|
| 372 |      | 
|---|
| 373 |   template<typename Gr> | 
|---|
| 374 |   typename Path<Gr>::NodeIt& Path<Gr>::nth(NodeIt &n, size_t k) const { | 
|---|
| 375 |     if( k<0 || k>length() ) { | 
|---|
| 376 |       // FIXME: invalid NodeIt | 
|---|
| 377 |       n.idx = length()+1; | 
|---|
| 378 |       n.tail = true; | 
|---|
| 379 |       return n; | 
|---|
| 380 |     } | 
|---|
| 381 |     if( k==length() ) { | 
|---|
| 382 |       n.idx = length(); | 
|---|
| 383 |       n.tail = true; | 
|---|
| 384 |       return n; | 
|---|
| 385 |     } | 
|---|
| 386 |     n = tail(nth<EdgeIt>(k)); | 
|---|
| 387 |     return n; | 
|---|
| 388 |   } | 
|---|
| 389 |  | 
|---|
| 390 |   // Reszut konstruktorok: | 
|---|
| 391 |  | 
|---|
| 392 |  | 
|---|
| 393 |   template<typename Gr> | 
|---|
| 394 |   Path<Gr>::Path(const Path &P, const EdgeIt &a, const EdgeIt &b) : | 
|---|
| 395 |     G(P.G), edges(a.it, b.it)    // WARNING: if b.it < a.it this will blow up!  | 
|---|
| 396 |   { | 
|---|
| 397 |     if( G.valid(P._first) && a.it < P.edges.end() ) { | 
|---|
| 398 |       _first = ( a.forw ? G.tail(*a.it) : G.head(*a.it) ); | 
|---|
| 399 |       if( b.it < P.edges.end() ) { | 
|---|
| 400 |         _last = ( b.forw ? G.tail(*b.it) : G.head(*b.it) ); | 
|---|
| 401 |       } | 
|---|
| 402 |       else { | 
|---|
| 403 |         _last = P._last; | 
|---|
| 404 |       } | 
|---|
| 405 |     } | 
|---|
| 406 |   } | 
|---|
| 407 |  | 
|---|
| 408 |   template<typename Gr> | 
|---|
| 409 |   Path<Gr>::Path(const Path &P, const NodeIt &a, const NodeIt &b) : | 
|---|
| 410 |     G(P.G) | 
|---|
| 411 |   { | 
|---|
| 412 |     if( !P.valid(a) || !P.valid(b) ) | 
|---|
| 413 |       return; | 
|---|
| 414 |  | 
|---|
| 415 |     int ai = a.idx, bi = b.idx; | 
|---|
| 416 |     if( bi<ai ) | 
|---|
| 417 |       swap(ai,bi); | 
|---|
| 418 |      | 
|---|
| 419 |     edges.resize(bi-ai); | 
|---|
| 420 |     copy(P.edges.begin()+ai, P.edges.begin()+bi, edges.begin()); | 
|---|
| 421 |  | 
|---|
| 422 |     _first = P.graphNode(a); | 
|---|
| 423 |     _last = P.graphNode(b); | 
|---|
| 424 |   } | 
|---|
| 425 |  | 
|---|
| 426 |  | 
|---|
| 427 | } // namespace hugo | 
|---|
| 428 |  | 
|---|
| 429 | #endif // HUGO_PATH_H | 
|---|