COIN-OR::LEMON - Graph Library

source: lemon-0.x/src/work/list_graph.h @ 409:7ab7f083760a

Last change on this file since 409:7ab7f083760a was 409:7ab7f083760a, checked in by marci, 17 years ago

stGraphWrapper is almost working

File size: 17.0 KB
Line 
1// -*- c++ -*-
2#ifndef HUGO_LIST_GRAPH_H
3#define HUGO_LIST_GRAPH_H
4
5#include <iostream>
6#include <vector>
7
8#include <invalid.h>
9
10namespace hugo {
11
12  template <typename It>
13  int count(It it) {
14    int i=0;
15    for( ; it.valid(); ++it) { ++i; }
16    return i;
17  }
18
19  class ListGraph {
20    class node_item;
21    class edge_item;
22  public:
23    class Node;
24    class NodeIt;
25    class Edge;
26    class EdgeIt;
27    class OutEdgeIt;
28    class InEdgeIt;
29    class SymEdgeIt;
30    template <typename T> class NodeMap;
31    template <typename T> class EdgeMap;
32//  private:
33    template <typename T> friend class NodeMap;
34    template <typename T> friend class EdgeMap;
35 
36    template <typename T>
37    class NodeMap {
38      const ListGraph& G;
39      std::vector<T> container;
40    public:
41      typedef T ValueType;
42      typedef Node KeyType;
43      NodeMap(const ListGraph& _G) : G(_G), container(G.node_id) { }
44      NodeMap(const ListGraph& _G, T a) :
45        G(_G), container(G.node_id, a) { }
46      void set(Node n, T a) { container[/*G.id(n)*/n.node->id]=a; }
47//      T get(Node n) const { return container[/*G.id(n)*/n.node->id]; }
48      typename std::vector<T>::reference operator[](Node n) {
49        return container[/*G.id(n)*/n.node->id]; }
50      typename std::vector<T>::const_reference operator[](Node n) const {
51        return container[/*G.id(n)*/n.node->id];
52      }
53      void update() { container.resize(G.node_id); }
54      void update(T a) { container.resize(G.node_id, a); }
55    };
56
57    template <typename T>
58    class EdgeMap {
59      const ListGraph& G;
60      std::vector<T> container;
61    public:
62      typedef T ValueType;
63      typedef Edge KeyType;
64      EdgeMap(const ListGraph& _G) : G(_G), container(G.edge_id) { }
65      EdgeMap(const ListGraph& _G, T a) :
66        G(_G), container(G.edge_id, a) { }
67      void set(Edge e, T a) { container[/*G.id(e)*/e.edge->id]=a; }
68//      T get(Edge e) const { return container[/*G.id(e)*/e.edge->id]; }
69      typename std::vector<T>::reference operator[](Edge e) {
70        return container[/*G.id(e)*/e.edge->id]; }
71      typename std::vector<T>::const_reference operator[](Edge e) const {
72        return container[/*G.id(e)*/e.edge->id];
73      }
74      void update() { container.resize(G.edge_id); }
75      void update(T a) { container.resize(G.edge_id, a); }
76    };
77
78  private:
79    int node_id;
80    int edge_id;
81    int _node_num;
82    int _edge_num;
83
84    node_item* _first_node;
85    node_item* _last_node;
86
87    class node_item {
88      friend class ListGraph;
89      template <typename T> friend class NodeMap;
90     
91      friend class Node;
92      friend class NodeIt;
93      friend class Edge;
94      friend class EdgeIt;
95      friend class OutEdgeIt;
96      friend class InEdgeIt;
97      friend class SymEdgeIt;
98      friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Node& i);
99      friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Edge& i);
100      //ListGraph* G;
101      int id;
102      edge_item* _first_out_edge;
103      edge_item* _last_out_edge;
104      edge_item* _first_in_edge;
105      edge_item* _last_in_edge;
106      node_item* _next_node;
107      node_item* _prev_node;
108    public:
109      node_item() { }
110    };
111
112    class edge_item {
113      friend class ListGraph;
114      template <typename T> friend class EdgeMap;
115
116      friend class Node;
117      friend class NodeIt;
118      friend class Edge;
119      friend class EdgeIt;
120      friend class OutEdgeIt;
121      friend class InEdgeIt;
122      friend class SymEdgeIt;
123      friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Edge& i);
124      //ListGraph* G;
125      int id;
126      node_item* _tail;
127      node_item* _head;
128      edge_item* _next_out;
129      edge_item* _prev_out;
130      edge_item* _next_in;
131      edge_item* _prev_in;
132    public:
133      edge_item() { }
134    };
135
136    node_item* _add_node() {
137      node_item* p=new node_item;
138      p->id=node_id++;
139      p->_first_out_edge=0;
140      p->_last_out_edge=0;
141      p->_first_in_edge=0;
142      p->_last_in_edge=0;
143      p->_prev_node=_last_node;
144      p->_next_node=0;
145      if (_last_node) _last_node->_next_node=p;
146      _last_node=p;
147      if (!_first_node) _first_node=p;
148
149      ++_node_num;
150      return p;
151    }
152
153    edge_item* _add_edge(node_item* _tail, node_item* _head) {
154      edge_item* e=new edge_item;
155      e->id=edge_id++;
156      e->_tail=_tail;
157      e->_head=_head;
158     
159      e->_prev_out=_tail->_last_out_edge;
160      if (_tail->_last_out_edge) (_tail->_last_out_edge)->_next_out=e;
161      _tail->_last_out_edge=e;
162      if (!_tail->_first_out_edge) _tail->_first_out_edge=e;
163      e->_next_out=0;
164 
165      e->_prev_in=_head->_last_in_edge;
166      if (_head->_last_in_edge) (_head->_last_in_edge)->_next_in=e;
167      _head->_last_in_edge=e;
168      if (!_head->_first_in_edge) { _head->_first_in_edge=e; }
169      e->_next_in=0;
170
171      ++_edge_num;
172      return e;
173    }
174
175    //deletes a node which has no out edge and no in edge
176    void _delete_node(node_item* v) {
177      if (v->_next_node) (v->_next_node)->_prev_node=v->_prev_node; else
178        _last_node=v->_prev_node;
179      if (v->_prev_node) (v->_prev_node)->_next_node=v->_next_node; else
180        _first_node=v->_next_node;
181
182      delete v;
183      --_node_num;
184    }
185
186    void _delete_edge(edge_item* e) {
187      if (e->_next_out) (e->_next_out)->_prev_out=e->_prev_out; else
188        (e->_tail)->_last_out_edge=e->_prev_out;
189      if (e->_prev_out) (e->_prev_out)->_next_out=e->_next_out; else
190        (e->_tail)->_first_out_edge=e->_next_out;
191      if (e->_next_in) (e->_next_in)->_prev_in=e->_prev_in; else
192        (e->_head)->_last_in_edge=e->_prev_in;
193      if (e->_prev_in) (e->_prev_in)->_next_in=e->_next_in; else
194        (e->_head)->_first_in_edge=e->_next_in;
195
196      delete e;
197      --_edge_num;
198    }
199
200    void _set_tail(edge_item* e, node_item* _tail) {
201      if (e->_next_out) (e->_next_out)->_prev_out=e->_prev_out; else
202        (e->_tail)->_last_out_edge=e->_prev_out;
203      if (e->_prev_out) (e->_prev_out)->_next_out=e->_next_out; else
204        (e->_tail)->_first_out_edge=e->_next_out;
205     
206      e->_tail=_tail;
207     
208      e->_prev_out=_tail->_last_out_edge;
209      if (_tail->_last_out_edge) (_tail->_last_out_edge)->_next_out=e;
210      _tail->_last_out_edge=e;
211      if (!_tail->_first_out_edge) _tail->_first_out_edge=e;
212      e->_next_out=0;
213    }
214
215    void _set_head(edge_item* e, node_item* _head) {
216      if (e->_next_in) (e->_next_in)->_prev_in=e->_prev_in; else
217        (e->_head)->_last_in_edge=e->_prev_in;
218      if (e->_prev_in) (e->_prev_in)->_next_in=e->_next_in; else
219        (e->_head)->_first_in_edge=e->_next_in;
220     
221      e->_head=_head;
222     
223      e->_prev_in=_head->_last_in_edge;
224      if (_head->_last_in_edge) (_head->_last_in_edge)->_next_in=e;
225      _head->_last_in_edge=e;
226      if (!_head->_first_in_edge) { _head->_first_in_edge=e; }
227      e->_next_in=0;
228    }
229
230  public:
231
232    /* default constructor */
233
234    ListGraph() : node_id(0), edge_id(0), _node_num(0), _edge_num(0), _first_node(0), _last_node(0) { }
235   
236    ~ListGraph() {
237      NodeIt n;
238      while (this->valid(first(n))) erase(n);
239      //while (first<NodeIt>().valid()) erase(first<NodeIt>());
240    }
241
242    int nodeNum() const { return _node_num; }
243    int edgeNum() const { return _edge_num; }
244
245    /* functions to construct iterators from the graph, or from each other */
246
247    //NodeIt firstNode() const { return NodeIt(*this); }
248    //EdgeIt firstEdge() const { return EdgeIt(*this); }
249   
250    //OutEdgeIt firstOutEdge(const Node v) const { return OutEdgeIt(v); }
251    //InEdgeIt firstInEdge(const Node v) const { return InEdgeIt(v); }
252    //SymEdgeIt firstSymEdge(const Node v) const { return SymEdgeIt(v); }
253    Node tail(Edge e) const { return e.tailNode(); }
254    Node head(Edge e) const { return e.headNode(); }
255
256    Node aNode(const OutEdgeIt& e) const { return e.aNode(); }
257    Node aNode(const InEdgeIt& e) const { return e.aNode(); }
258    Node aNode(const SymEdgeIt& e) const { return e.aNode(); }
259
260    Node bNode(const OutEdgeIt& e) const { return e.bNode(); }
261    Node bNode(const InEdgeIt& e) const { return e.bNode(); }
262    Node bNode(const SymEdgeIt& e) const { return e.bNode(); }
263
264    //Node invalid_node() { return Node(); }
265    //Edge invalid_edge() { return Edge(); }
266    //OutEdgeIt invalid_out_edge() { return OutEdgeIt(); }
267    //InEdgeIt invalid_in_edge() { return InEdgeIt(); }
268    //SymEdgeIt invalid_sym_edge() { return SymEdgeIt(); }
269
270    /* same methods in other style */
271    /* for experimental purpose */
272
273    NodeIt& first(NodeIt& v) const {
274      v=NodeIt(*this); return v; }
275    EdgeIt& first(EdgeIt& e) const {
276      e=EdgeIt(*this); return e; }
277    OutEdgeIt& first(OutEdgeIt& e, Node v) const {
278      e=OutEdgeIt(*this, v); return e; }
279    InEdgeIt& first(InEdgeIt& e, Node v) const {
280      e=InEdgeIt(*this, v); return e; }
281    SymEdgeIt& first(SymEdgeIt& e, Node v) const {
282      e=SymEdgeIt(*this, v); return e; }
283    //void getTail(Node& n, const Edge& e) const { n=tail(e); }
284    //void getHead(Node& n, const Edge& e) const { n=head(e); }
285
286    //void getANode(Node& n, const OutEdgeIt& e) const { n=e.aNode(); }
287    //void getANode(Node& n, const InEdgeIt& e) const { n=e.aNode(); }
288    //void getANode(Node& n, const SymEdgeIt& e) const { n=e.aNode(); }
289    //void getBNode(Node& n, const OutEdgeIt& e) const { n=e.bNode(); }
290    //void getBNode(Node& n, const InEdgeIt& e) const { n=e.bNode(); }
291    //void getBNode(Node& n, const SymEdgeIt& e) const { n=e.bNode(); }
292    //void get_invalid(Node& n) { n=Node(); }
293    //void get_invalid(Edge& e) { e=Edge(); }
294    //void get_invalid(OutEdgeIt& e) { e=OutEdgeIt(); }
295    //void get_invalid(InEdgeIt& e) { e=InEdgeIt(); }
296    //void get_invalid(SymEdgeIt& e) { e=SymEdgeIt(); }
297
298//     template< typename It >
299//     It first() const {
300//       It e;
301//       first(e);
302//       return e;
303//     }
304
305//     template< typename It >
306//     It first(Node v) const {
307//       It e;
308//       first(e, v);
309//       return e;
310//     }
311
312    bool valid(Node n) const { return n.valid(); }
313    bool valid(Edge e) const { return e.valid(); }
314   
315//    template <typename It> It getNext(It it) const {
316//      It tmp(it); next(tmp); return tmp; }
317//     NodeIt& next(NodeIt& it) const { return ++it; }
318//     EdgeIt& next(EdgeIt& it) const { return ++it; }
319//     OutEdgeIt& next(OutEdgeIt& it) const { return ++it; }
320//     InEdgeIt& next(InEdgeIt& it) const { return ++it; }
321//     SymEdgeIt& next(SymEdgeIt& it) const { return ++it; }
322//    template <typename It> It& next(It& it) const { return ++it; }
323    template <typename It> It& next(It& it) const { ++it; return it; }
324   
325
326    /* for getting id's of graph objects */
327    /* these are important for the implementation of property vectors */
328
329    int id(Node v) const { return v.node->id; }
330    int id(Edge e) const { return e.edge->id; }
331
332    /* adding nodes and edges */
333
334    Node addNode() { return Node(_add_node()); }
335    Edge addEdge(Node u, Node v) {
336      return Edge(_add_edge(u.node, v.node));
337    }
338
339    void erase(Node i) {
340      {
341        OutEdgeIt e;
342        while (this->valid(first(e, i))) erase(e);
343      }
344      {
345        InEdgeIt e;
346        while (this->valid(first(e, i))) erase(e);
347      }
348      //while (first<OutEdgeIt>(i).valid()) erase(first<OutEdgeIt>(i));
349      //while (first<InEdgeIt>(i).valid()) erase(first<InEdgeIt>(i));
350      _delete_node(i.node);
351    }
352 
353    void erase(Edge e) { _delete_edge(e.edge); }
354
355    void clear() {
356      NodeIt e;
357      while (this->valid(first(e))) erase(e);
358      //while (first<NodeIt>().valid()) erase(first<NodeIt>());
359    }
360
361    void setTail(Edge e, Node tail) {
362      _set_tail(e.edge, tail.node);
363    }
364
365    void setHead(Edge e, Node head) {
366      _set_head(e.edge, head.node);
367    }
368
369    /* stream operations, for testing purpose */
370
371    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Node& i) {
372      if (i.valid())
373        os << i.node->id;
374      else
375        os << "invalid";
376      return os;
377    }
378    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Edge& i) {
379      if (i.valid())
380        os << "(" << i.edge->_tail->id << "--" << i.edge->id << "->" << i.edge->_head->id << ")";
381      else
382        os << "invalid";
383      return os;
384    }
385
386    class Node {
387      friend class ListGraph;
388      template <typename T> friend class NodeMap;
389
390      friend class Edge;
391      friend class OutEdgeIt;
392      friend class InEdgeIt;
393      friend class SymEdgeIt;
394      //public:  //FIXME: It is required by op= of NodeIt
395    protected:
396      node_item* node;
397    protected:
398      friend int ListGraph::id(Node v) const;
399    public:
400      Node() /*: node(0)*/ { }
401      Node(const Invalid&) : node(0) { }
402    protected:
403      Node(node_item* _node) : node(_node) { }
404      bool valid() const { return (node); }
405    public:
406      //void makeInvalid() { node=0; }
407      friend bool operator==(Node u, Node v) { return v.node==u.node; }
408      friend bool operator!=(Node u, Node v) { return v.node!=u.node; }
409      friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Node& i);
410    };
411   
412    class NodeIt : public Node {
413      friend class ListGraph;
414      //protected:
415    public: //for everybody but marci
416      NodeIt(const ListGraph& G) : Node(G._first_node) { }
417    public:
418      NodeIt() : Node() { }
419      NodeIt(const Invalid& i) : Node(i) { }
420    protected:
421      NodeIt(node_item* v) : Node(v) { }
422      NodeIt& operator++() { node=node->_next_node; return *this; }
423      //FIXME::
424      //      NodeIt& operator=(const Node& e)
425      //      { node=e.node; return *this; }
426    };
427
428    class Edge {
429      friend class ListGraph;
430      template <typename T> friend class EdgeMap;
431     
432      friend class Node;
433      friend class NodeIt;
434    protected:
435      edge_item* edge;
436      friend int ListGraph::id(Edge e) const;
437    public:
438      Edge() /*: edge(0)*/ { }
439      Edge(const Invalid&) : edge(0) { }
440      //Edge() { }
441    protected:
442      Edge(edge_item* _edge) : edge(_edge) { }
443      bool valid() const { return (edge); }
444    public:
445      //void makeInvalid() { edge=0; }
446      friend bool operator==(Edge u, Edge v) { return v.edge==u.edge; }
447      friend bool operator!=(Edge u, Edge v) { return v.edge!=u.edge; }
448    protected:
449      Node tailNode() const { return Node(edge->_tail); }
450      Node headNode() const { return Node(edge->_head); }
451    public:
452      friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Edge& i);
453    };
454   
455    class EdgeIt : public Edge {
456      friend class ListGraph;
457      //protected:
458    public: //for alpar
459      EdgeIt(const ListGraph& G) {
460        node_item* v=G._first_node;
461        if (v) edge=v->_first_out_edge; else edge=0;
462        while (v && !edge) { v=v->_next_node; if (v) edge=v->_first_out_edge; }
463      }
464    public:
465      EdgeIt() : Edge() { }
466      EdgeIt(const Invalid& i) : Edge(i) { }
467    protected:
468      EdgeIt(edge_item* _e) : Edge(_e) { }
469      EdgeIt& operator++() {
470        node_item* v=edge->_tail;
471        edge=edge->_next_out;
472        while (v && !edge) { v=v->_next_node; if (v) edge=v->_first_out_edge; }
473        return *this;
474      }
475    };
476   
477    class OutEdgeIt : public Edge {
478      friend class ListGraph;
479      //node_item* v;
480      //protected:
481    protected: //for alpar
482      OutEdgeIt(const Node& _v) /*: v(_v.node)*/ { edge=_v.node->_first_out_edge; }
483    public:
484      OutEdgeIt() : Edge()/*, v(0)*/ { }
485      OutEdgeIt(const Invalid& i) : Edge(i) { }
486      OutEdgeIt(const ListGraph&, Node _v) /*: v(_v.node)*/ { edge=_v.node->_first_out_edge; }
487    protected:
488      OutEdgeIt& operator++() { edge=edge->_next_out; return *this; }
489    protected:
490      Node aNode() const { return Node(edge->_tail); }
491      Node bNode() const { return Node(edge->_head); }
492    };
493   
494    class InEdgeIt : public Edge {
495      friend class ListGraph;
496      //node_item* v;
497      //protected:
498    protected: //for alpar
499      InEdgeIt(const Node& _v) /*: v(_v.node)*/ { edge=_v.node->_first_in_edge; }
500    public:
501      InEdgeIt() : Edge()/*, v(0)*/ { }
502      InEdgeIt(const Invalid& i) : Edge(i) { }
503      InEdgeIt(const ListGraph&, Node _v) /*: v(_v.node)*/ { edge=_v.node->_first_in_edge; }
504    protected:
505      InEdgeIt& operator++() { edge=edge->_next_in; return *this; }
506    protected:
507      Node aNode() const { return Node(edge->_head); }
508      Node bNode() const { return Node(edge->_tail); }
509    };
510
511    class SymEdgeIt : public Edge {
512      friend class ListGraph;
513      bool out_or_in; //1 iff out, 0 iff in
514      //node_item* v;
515      //protected:
516    protected: //for alpar
517      SymEdgeIt(const Node& _v) /*: v(_v.node)*/ {
518        out_or_in=1;
519        edge=_v.node->_first_out_edge;
520        if (!edge) { edge=_v.node->_first_in_edge; out_or_in=0; }
521      }
522    public:
523      SymEdgeIt() : Edge() /*, v(0)*/ { }
524      SymEdgeIt(const Invalid& i) : Edge(i) { }
525      SymEdgeIt(const ListGraph&, Node _v) /*: v(_v.node)*/ {
526        out_or_in=1;
527        edge=_v.node->_first_out_edge;
528        if (!edge) { edge=_v.node->_first_in_edge; out_or_in=0; }
529      }
530    protected:
531      SymEdgeIt& operator++() {
532        if (out_or_in) {
533          node_item* v=edge->_tail;
534          edge=edge->_next_out;
535          if (!edge) { out_or_in=0; edge=v->_first_in_edge; }
536        } else {
537          edge=edge->_next_in;
538        }
539        return *this;
540      }
541    protected:
542      Node aNode() const {
543        return (out_or_in) ? Node(edge->_tail) : Node(edge->_head); }
544      Node bNode() const {
545        return (out_or_in) ? Node(edge->_head) : Node(edge->_tail); }
546    };
547  };
548
549  class UndirListGraph : public ListGraph {
550  public:
551    typedef SymEdgeIt OutEdgeIt;
552    typedef SymEdgeIt InEdgeIt;
553  };
554
555} //namespace hugo
556
557#endif //HUGO_LIST_GRAPH_H
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.