COIN-OR::LEMON - Graph Library

source: lemon-0.x/src/work/marci/experiment/edmonds_karp_1.h @ 986:e997802b855c

Last change on this file since 986:e997802b855c was 986:e997802b855c, checked in by Alpar Juttner, 15 years ago

Naming changes:

  • head -> target
  • tail -> source
File size: 34.5 KB
Line 
1// -*- c++ -*-
2#ifndef LEMON_EDMONDS_KARP_H
3#define LEMON_EDMONDS_KARP_H
4
5#include <algorithm>
6#include <list>
7#include <iterator>
8
9#include <bfs_iterator_1.h>
10#include <invalid.h>
11#include <graph_wrapper_1.h>
12
13namespace lemon {
14
15  template<typename Graph, typename Number, typename FlowMap, typename CapacityMap>
16  class ResGraph {
17  public:
18    typedef typename Graph::Node Node;
19    typedef typename Graph::NodeIt NodeIt;
20  private:
21    typedef typename Graph::SymEdgeIt OldSymEdgeIt;
22    const Graph& G;
23    FlowMap& flow;
24    const CapacityMap& capacity;
25  public:
26    ResGraph(const Graph& _G, FlowMap& _flow,
27             const CapacityMap& _capacity) :
28      G(_G), flow(_flow), capacity(_capacity) { }
29
30    class Edge;
31    class OutEdgeIt;
32    friend class Edge;
33    friend class OutEdgeIt;
34
35    class Edge {
36      friend class ResGraph<Graph, Number, FlowMap, CapacityMap>;
37    protected:
38      const ResGraph<Graph, Number, FlowMap, CapacityMap>* resG;
39      OldSymEdgeIt sym;
40    public:
41      Edge() { }
42      //Edge(const Edge& e) : resG(e.resG), sym(e.sym) { }
43      Number free() const {
44        if (resG->G.aNode(sym)==resG->G.source(sym)) {
45          return (resG->capacity.get(sym)-resG->flow.get(sym));
46        } else {
47          return (resG->flow.get(sym));
48        }
49      }
50      bool valid() const { return sym.valid(); }
51      void augment(Number a) const {
52        if (resG->G.aNode(sym)==resG->G.source(sym)) {
53          resG->flow.set(sym, resG->flow.get(sym)+a);
54          //resG->flow[sym]+=a;
55        } else {
56          resG->flow.set(sym, resG->flow.get(sym)-a);
57          //resG->flow[sym]-=a;
58        }
59      }
60    };
61
62    class OutEdgeIt : public Edge {
63      friend class ResGraph<Graph, Number, FlowMap, CapacityMap>;
64    public:
65      OutEdgeIt() { }
66      //OutEdgeIt(const OutEdgeIt& e) { resG=e.resG; sym=e.sym; }
67    private:
68      OutEdgeIt(const ResGraph<Graph, Number, FlowMap, CapacityMap>& _resG, Node v) {
69        resG=&_resG;
70        sym=resG->G.template first<OldSymEdgeIt>(v);
71        while( sym.valid() && !(free()>0) ) { ++sym; }
72      }
73    public:
74      OutEdgeIt& operator++() {
75        ++sym;
76        while( sym.valid() && !(free()>0) ) { ++sym; }
77        return *this;
78      }
79    };
80
81    void /*getF*/first(OutEdgeIt& e, Node v) const {
82      e=OutEdgeIt(*this, v);
83    }
84    void /*getF*/first(NodeIt& v) const { G./*getF*/first(v); }
85   
86    template< typename It >
87    It first() const {
88      It e;     
89      /*getF*/first(e);
90      return e;
91    }
92
93    template< typename It >
94    It first(Node v) const {
95      It e;
96      /*getF*/first(e, v);
97      return e;
98    }
99
100    Node source(Edge e) const { return G.aNode(e.sym); }
101    Node target(Edge e) const { return G.bNode(e.sym); }
102
103    Node aNode(OutEdgeIt e) const { return G.aNode(e.sym); }
104    Node bNode(OutEdgeIt e) const { return G.bNode(e.sym); }
105
106    int id(Node v) const { return G.id(v); }
107
108    template <typename S>
109    class NodeMap {
110      typename Graph::NodeMap<S> node_map;
111    public:
112      NodeMap(const ResGraph<Graph, Number, FlowMap, CapacityMap>& _G) : node_map(_G.G) { }
113      NodeMap(const ResGraph<Graph, Number, FlowMap, CapacityMap>& _G, S a) : node_map(_G.G, a) { }
114      void set(Node nit, S a) { node_map.set(nit, a); }
115      S get(Node nit) const { return node_map.get(nit); }
116      S& operator[](Node nit) { return node_map[nit]; }
117      const S& operator[](Node nit) const { return node_map[nit]; }
118    };
119
120  };
121
122
123  template<typename Graph, typename Number, typename FlowMap, typename CapacityMap>
124  class ResGraph2 {
125  public:
126    typedef typename Graph::Node Node;
127    typedef typename Graph::NodeIt NodeIt;
128  private:
129    //typedef typename Graph::SymEdgeIt OldSymEdgeIt;
130    typedef typename Graph::OutEdgeIt OldOutEdgeIt;
131    typedef typename Graph::InEdgeIt OldInEdgeIt;
132   
133    const Graph& G;
134    FlowMap& flow;
135    const CapacityMap& capacity;
136  public:
137    ResGraph2(const Graph& _G, FlowMap& _flow,
138             const CapacityMap& _capacity) :
139      G(_G), flow(_flow), capacity(_capacity) { }
140
141    class Edge;
142    class OutEdgeIt;
143    friend class Edge;
144    friend class OutEdgeIt;
145
146    class Edge {
147      friend class ResGraph2<Graph, Number, FlowMap, CapacityMap>;
148    protected:
149      const ResGraph2<Graph, Number, FlowMap, CapacityMap>* resG;
150      //OldSymEdgeIt sym;
151      OldOutEdgeIt out;
152      OldInEdgeIt in;
153      bool out_or_in; //true, iff out
154    public:
155      Edge() : out_or_in(true) { }
156      Number free() const {
157        if (out_or_in) {
158          return (resG->capacity.get(out)-resG->flow.get(out));
159        } else {
160          return (resG->flow.get(in));
161        }
162      }
163      bool valid() const {
164        return out_or_in && out.valid() || in.valid(); }
165      void augment(Number a) const {
166        if (out_or_in) {
167          resG->flow.set(out, resG->flow.get(out)+a);
168        } else {
169          resG->flow.set(in, resG->flow.get(in)-a);
170        }
171      }
172    };
173
174    class OutEdgeIt : public Edge {
175      friend class ResGraph2<Graph, Number, FlowMap, CapacityMap>;
176    public:
177      OutEdgeIt() { }
178    private:
179      OutEdgeIt(const ResGraph2<Graph, Number, FlowMap, CapacityMap>& _resG, Node v) {
180        resG=&_resG;
181        out=resG->G.template first<OldOutEdgeIt>(v);
182        while( out.valid() && !(free()>0) ) { ++out; }
183        if (!out.valid()) {
184          out_or_in=0;
185          in=resG->G.template first<OldInEdgeIt>(v);
186          while( in.valid() && !(free()>0) ) { ++in; }
187        }
188      }
189    public:
190      OutEdgeIt& operator++() {
191        if (out_or_in) {
192          Node v=resG->G.aNode(out);
193          ++out;
194          while( out.valid() && !(free()>0) ) { ++out; }
195          if (!out.valid()) {
196            out_or_in=0;
197            in=resG->G.template first<OldInEdgeIt>(v);
198            while( in.valid() && !(free()>0) ) { ++in; }
199          }
200        } else {
201          ++in;
202          while( in.valid() && !(free()>0) ) { ++in; }
203        }
204        return *this;
205      }
206    };
207
208    void /*getF*/first(OutEdgeIt& e, Node v) const {
209      e=OutEdgeIt(*this, v);
210    }
211    void /*getF*/first(NodeIt& v) const { G./*getF*/first(v); }
212   
213    template< typename It >
214    It first() const {
215      It e;
216      /*getF*/first(e);
217      return e;
218    }
219
220    template< typename It >
221    It first(Node v) const {
222      It e;
223      /*getF*/first(e, v);
224      return e;
225    }
226
227    Node source(Edge e) const {
228      return ((e.out_or_in) ? G.aNode(e.out) : G.aNode(e.in)); }
229    Node target(Edge e) const {
230      return ((e.out_or_in) ? G.bNode(e.out) : G.bNode(e.in)); }
231
232    Node aNode(OutEdgeIt e) const {
233      return ((e.out_or_in) ? G.aNode(e.out) : G.aNode(e.in)); }
234    Node bNode(OutEdgeIt e) const {
235      return ((e.out_or_in) ? G.bNode(e.out) : G.bNode(e.in)); }
236
237    int id(Node v) const { return G.id(v); }
238
239    template <typename S>
240    class NodeMap {
241      typename Graph::NodeMap<S> node_map;
242    public:
243      NodeMap(const ResGraph2<Graph, Number, FlowMap, CapacityMap>& _G) : node_map(_G.G) { }
244      NodeMap(const ResGraph2<Graph, Number, FlowMap, CapacityMap>& _G, S a) : node_map(_G.G, a) { }
245      void set(Node nit, S a) { node_map.set(nit, a); }
246      S get(Node nit) const { return node_map.get(nit); }
247    };
248  };
249
250
251  template <typename Graph, typename Number, typename FlowMap, typename CapacityMap>
252  class MaxFlow {
253  protected:
254    typedef typename Graph::Node Node;
255    typedef typename Graph::Edge Edge;
256    typedef typename Graph::EdgeIt EdgeIt;
257    typedef typename Graph::OutEdgeIt OutEdgeIt;
258    typedef typename Graph::InEdgeIt InEdgeIt;
259    const Graph* g;
260    Node s;
261    Node t;
262    FlowMap* flow;
263    const CapacityMap* capacity;
264    typedef ResGraphWrapper<const Graph, Number, FlowMap, CapacityMap > ResGW;
265    typedef typename ResGW::OutEdgeIt ResGWOutEdgeIt;
266    typedef typename ResGW::Edge ResGWEdge;
267  public:
268
269    MaxFlow(const Graph& _g, Node _s, Node _t, FlowMap& _flow, const CapacityMap& _capacity) :
270      g(&_g), s(_s), t(_t), flow(&_flow), capacity(&_capacity) { }
271
272    bool augmentOnShortestPath() {
273      ResGW res_graph(*g, *flow, *capacity);
274      bool _augment=false;
275     
276      typedef typename ResGW::NodeMap<bool> ReachedMap;
277      BfsIterator5< ResGW, ReachedMap > bfs(res_graph);
278      bfs.pushAndSetReached(s);
279       
280      typename ResGW::NodeMap<ResGWEdge> pred(res_graph);
281      pred.set(s, INVALID);
282     
283      typename ResGW::NodeMap<Number> free(res_graph);
284       
285      //searching for augmenting path
286      while ( !bfs.finished() ) {
287        ResGWOutEdgeIt e=bfs;
288        if (res_graph.valid(e) && bfs.isBNodeNewlyReached()) {
289          Node v=res_graph.source(e);
290          Node w=res_graph.target(e);
291          pred.set(w, e);
292          if (res_graph.valid(pred.get(v))) {
293            free.set(w, std::min(free.get(v), res_graph.resCap(e)));
294          } else {
295            free.set(w, res_graph.resCap(e));
296          }
297          if (res_graph.target(e)==t) { _augment=true; break; }
298        }
299       
300        ++bfs;
301      } //end of searching augmenting path
302
303      if (_augment) {
304        Node n=t;
305        Number augment_value=free.get(t);
306        while (res_graph.valid(pred.get(n))) {
307          ResGWEdge e=pred.get(n);
308          res_graph.augment(e, augment_value);
309          n=res_graph.source(e);
310        }
311      }
312
313      return _augment;
314    }
315
316    template<typename MapGraphWrapper>
317    class DistanceMap {
318    protected:
319      const MapGraphWrapper* g;
320      typename MapGraphWrapper::NodeMap<int> dist;
321    public:
322      DistanceMap(MapGraphWrapper& _g) : g(&_g), dist(*g, g->nodeNum()) { }
323      void set(const typename MapGraphWrapper::Node& n, int a) { dist[n]=a; }
324      int get(const typename MapGraphWrapper::Node& n) const { return dist[n]; }
325      bool get(const typename MapGraphWrapper::Edge& e) const {
326        return (dist.get(g->source(e))<dist.get(g->target(e)));
327      }
328    };
329
330    template<typename MutableGraph> bool augmentOnBlockingFlow() {     
331      typedef MutableGraph MG;
332      bool _augment=false;
333
334      ResGW res_graph(*g, *flow, *capacity);
335
336      typedef typename ResGW::NodeMap<bool> ReachedMap;
337      BfsIterator5< ResGW, ReachedMap > bfs(res_graph);
338
339      bfs.pushAndSetReached(s);
340      //typename ResGW::NodeMap<int> dist(res_graph); //filled up with 0's
341      DistanceMap<ResGW> dist(res_graph);
342      while ( !bfs.finished() ) {
343        ResGWOutEdgeIt e=bfs;
344        if (res_graph.valid(e) && bfs.isBNodeNewlyReached()) {
345          dist.set(res_graph.target(e), dist.get(res_graph.source(e))+1);
346        }
347        ++bfs;
348      } //computing distances from s in the residual graph
349
350      MG F;
351      typedef SubGraphWrapper<ResGW, DistanceMap<ResGW> > FilterResGW;
352      FilterResGW filter_res_graph(res_graph, dist);
353      typename ResGW::NodeMap<typename MG::Node> res_graph_to_F(res_graph);
354      {
355        typename ResGW::NodeIt n;
356        for(res_graph.first(n); res_graph.valid(n); res_graph.next(n)) {
357          res_graph_to_F.set(n, F.addNode());
358        }
359      }
360
361      typename MG::Node sF=res_graph_to_F.get(s);
362      typename MG::Node tF=res_graph_to_F.get(t);
363      typename MG::EdgeMap<ResGWEdge> original_edge(F);
364      typename MG::EdgeMap<Number> residual_capacity(F);
365
366      //Making F to the graph containing the edges of the residual graph
367      //which are in some shortest paths
368      {
369        typename FilterResGW::EdgeIt e;
370        for(filter_res_graph.first(e); filter_res_graph.valid(e); filter_res_graph.next(e)) {
371          //if (dist.get(res_graph.target(e))==dist.get(res_graph.source(e))+1) {
372          typename MG::Edge f=F.addEdge(res_graph_to_F.get(res_graph.source(e)), res_graph_to_F.get(res_graph.target(e)));
373          original_edge.update();
374          original_edge.set(f, e);
375          residual_capacity.update();
376          residual_capacity.set(f, res_graph.resCap(e));
377          //}
378        }
379      }
380
381      bool __augment=true;
382
383      while (__augment) {
384        __augment=false;
385        //computing blocking flow with dfs
386        typedef typename TrivGraphWrapper<MG>::NodeMap<bool> BlockingReachedMap;
387        DfsIterator5< TrivGraphWrapper<MG>, BlockingReachedMap > dfs(F);
388        typename MG::NodeMap<typename MG::Edge> pred(F);
389        pred.set(sF, INVALID);
390        //invalid iterators for sources
391
392        typename MG::NodeMap<Number> free(F);
393
394        dfs.pushAndSetReached(sF);     
395        while (!dfs.finished()) {
396          ++dfs;
397          if (F.valid(/*typename MG::OutEdgeIt*/(dfs))) {
398            if (dfs.isBNodeNewlyReached()) {
399              typename MG::Node v=F.aNode(dfs);
400              typename MG::Node w=F.bNode(dfs);
401              pred.set(w, dfs);
402              if (F.valid(pred.get(v))) {
403                free.set(w, std::min(free.get(v), residual_capacity.get(dfs)));
404              } else {
405                free.set(w, residual_capacity.get(dfs));
406              }
407              if (w==tF) {
408                __augment=true;
409                _augment=true;
410                break;
411              }
412             
413            } else {
414              F.erase(/*typename MG::OutEdgeIt*/(dfs));
415            }
416          }
417        }
418
419        if (__augment) {
420          typename MG::Node n=tF;
421          Number augment_value=free.get(tF);
422          while (F.valid(pred.get(n))) {
423            typename MG::Edge e=pred.get(n);
424            res_graph.augment(original_edge.get(e), augment_value);
425            n=F.source(e);
426            if (residual_capacity.get(e)==augment_value)
427              F.erase(e);
428            else
429              residual_capacity.set(e, residual_capacity.get(e)-augment_value);
430          }
431        }
432       
433      }
434           
435      return _augment;
436    }
437
438    template<typename MutableGraph> bool augmentOnBlockingFlow1() {     
439      typedef MutableGraph MG;
440      bool _augment=false;
441
442      ResGW res_graph(*g, *flow, *capacity);
443
444      //bfs for distances on the residual graph
445      typedef typename ResGW::NodeMap<bool> ReachedMap;
446      BfsIterator5< ResGW, ReachedMap > bfs(res_graph);
447      bfs.pushAndSetReached(s);
448      typename ResGW::NodeMap<int> dist(res_graph); //filled up with 0's
449
450      //F will contain the physical copy of the residual graph
451      //with the set of edges which are on shortest paths
452      MG F;
453      typename ResGW::NodeMap<typename MG::Node> res_graph_to_F(res_graph);
454      {
455        typename ResGW::NodeIt n;
456        for(res_graph.first(n); res_graph.valid(n); res_graph.next(n)) {
457          res_graph_to_F.set(n, F.addNode());
458        }
459      }
460
461      typename MG::Node sF=res_graph_to_F.get(s);
462      typename MG::Node tF=res_graph_to_F.get(t);
463      typename MG::EdgeMap<ResGWEdge> original_edge(F);
464      typename MG::EdgeMap<Number> residual_capacity(F);
465
466      while ( !bfs.finished() ) {
467        ResGWOutEdgeIt e=bfs;
468        if (res_graph.valid(e)) {
469          if (bfs.isBNodeNewlyReached()) {
470            dist.set(res_graph.target(e), dist.get(res_graph.source(e))+1);
471            typename MG::Edge f=F.addEdge(res_graph_to_F.get(res_graph.source(e)), res_graph_to_F.get(res_graph.target(e)));
472            original_edge.update();
473            original_edge.set(f, e);
474            residual_capacity.update();
475            residual_capacity.set(f, res_graph.resCap(e));
476          } else {
477            if (dist.get(res_graph.target(e))==(dist.get(res_graph.source(e))+1)) {
478              typename MG::Edge f=F.addEdge(res_graph_to_F.get(res_graph.source(e)), res_graph_to_F.get(res_graph.target(e)));
479              original_edge.update();
480              original_edge.set(f, e);
481              residual_capacity.update();
482              residual_capacity.set(f, res_graph.resCap(e));
483            }
484          }
485        }
486        ++bfs;
487      } //computing distances from s in the residual graph
488
489      bool __augment=true;
490
491      while (__augment) {
492        __augment=false;
493        //computing blocking flow with dfs
494        typedef typename TrivGraphWrapper<MG>::NodeMap<bool> BlockingReachedMap;
495        DfsIterator5< TrivGraphWrapper<MG>, BlockingReachedMap > dfs(F);
496        typename MG::NodeMap<typename MG::Edge> pred(F);
497        pred.set(sF, INVALID);
498        //invalid iterators for sources
499
500        typename MG::NodeMap<Number> free(F);
501
502        dfs.pushAndSetReached(sF);     
503        while (!dfs.finished()) {
504          ++dfs;
505          if (F.valid(/*typename MG::OutEdgeIt*/(dfs))) {
506            if (dfs.isBNodeNewlyReached()) {
507              typename MG::Node v=F.aNode(dfs);
508              typename MG::Node w=F.bNode(dfs);
509              pred.set(w, dfs);
510              if (F.valid(pred.get(v))) {
511                free.set(w, std::min(free.get(v), residual_capacity.get(dfs)));
512              } else {
513                free.set(w, residual_capacity.get(dfs));
514              }
515              if (w==tF) {
516                __augment=true;
517                _augment=true;
518                break;
519              }
520             
521            } else {
522              F.erase(/*typename MG::OutEdgeIt*/(dfs));
523            }
524          }
525        }
526
527        if (__augment) {
528          typename MG::Node n=tF;
529          Number augment_value=free.get(tF);
530          while (F.valid(pred.get(n))) {
531            typename MG::Edge e=pred.get(n);
532            res_graph.augment(original_edge.get(e), augment_value);
533            n=F.source(e);
534            if (residual_capacity.get(e)==augment_value)
535              F.erase(e);
536            else
537              residual_capacity.set(e, residual_capacity.get(e)-augment_value);
538          }
539        }
540       
541      }
542           
543      return _augment;
544    }
545
546    bool augmentOnBlockingFlow2() {
547      bool _augment=false;
548
549      ResGW res_graph(*g, *flow, *capacity);
550
551      typedef typename ResGW::NodeMap<bool> ReachedMap;
552      BfsIterator5< ResGW, ReachedMap > bfs(res_graph);
553
554      bfs.pushAndSetReached(s);
555      DistanceMap<ResGW> dist(res_graph);
556      while ( !bfs.finished() ) {
557        ResGWOutEdgeIt e=bfs;
558        if (res_graph.valid(e) && bfs.isBNodeNewlyReached()) {
559          dist.set(res_graph.target(e), dist.get(res_graph.source(e))+1);
560        }
561        ++bfs;
562      } //computing distances from s in the residual graph
563
564      //Subgraph containing the edges on some shortest paths
565      typedef SubGraphWrapper<ResGW, DistanceMap<ResGW> > FilterResGW;
566      FilterResGW filter_res_graph(res_graph, dist);
567
568      //Subgraph, which is able to delete edges which are already
569      //met by the dfs
570      typename FilterResGW::NodeMap<typename FilterResGW::OutEdgeIt>
571        first_out_edges(filter_res_graph);
572      typename FilterResGW::NodeIt v;
573      for(filter_res_graph.first(v); filter_res_graph.valid(v);
574          filter_res_graph.next(v))
575      {
576        typename FilterResGW::OutEdgeIt e;
577        filter_res_graph.first(e, v);
578        first_out_edges.set(v, e);
579      }
580      typedef ErasingFirstGraphWrapper<FilterResGW, typename FilterResGW::
581        NodeMap<typename FilterResGW::OutEdgeIt> > ErasingResGW;
582      ErasingResGW erasing_res_graph(filter_res_graph, first_out_edges);
583
584      bool __augment=true;
585
586      while (__augment) {
587
588        __augment=false;
589        //computing blocking flow with dfs
590        typedef typename ErasingResGW::NodeMap<bool> BlockingReachedMap;
591        DfsIterator5< ErasingResGW, BlockingReachedMap >
592          dfs(erasing_res_graph);
593        typename ErasingResGW::NodeMap<typename ErasingResGW::OutEdgeIt>
594          pred(erasing_res_graph);
595        pred.set(s, INVALID);
596        //invalid iterators for sources
597
598        typename ErasingResGW::NodeMap<Number> free(erasing_res_graph);
599
600        dfs.pushAndSetReached(s);
601        while (!dfs.finished()) {
602          ++dfs;
603          if (erasing_res_graph.valid(
604                /*typename ErasingResGW::OutEdgeIt*/(dfs)))
605          {
606            if (dfs.isBNodeNewlyReached()) {
607         
608              typename ErasingResGW::Node v=erasing_res_graph.aNode(dfs);
609              typename ErasingResGW::Node w=erasing_res_graph.bNode(dfs);
610
611              pred.set(w, /*typename ErasingResGW::OutEdgeIt*/(dfs));
612              if (erasing_res_graph.valid(pred.get(v))) {
613                free.set(w, std::min(free.get(v), res_graph.resCap(dfs)));
614              } else {
615                free.set(w, res_graph.resCap(dfs));
616              }
617             
618              if (w==t) {
619                __augment=true;
620                _augment=true;
621                break;
622              }
623            } else {
624              erasing_res_graph.erase(dfs);
625            }
626          }
627        }       
628
629        if (__augment) {
630          typename ErasingResGW::Node n=t;
631          Number augment_value=free.get(n);
632          while (erasing_res_graph.valid(pred.get(n))) {
633            typename ErasingResGW::OutEdgeIt e=pred.get(n);
634            res_graph.augment(e, augment_value);
635            n=erasing_res_graph.source(e);
636            if (res_graph.resCap(e)==0)
637              erasing_res_graph.erase(e);
638          }
639        }
640     
641      } //while (__augment)
642           
643      return _augment;
644    }
645
646    void run() {
647      //int num_of_augmentations=0;
648      while (augmentOnShortestPath()) {
649        //while (augmentOnBlockingFlow<MutableGraph>()) {
650        //std::cout << ++num_of_augmentations << " ";
651        //std::cout<<std::endl;
652      }
653    }
654
655    template<typename MutableGraph> void run() {
656      //int num_of_augmentations=0;
657      //while (augmentOnShortestPath()) {
658        while (augmentOnBlockingFlow<MutableGraph>()) {
659        //std::cout << ++num_of_augmentations << " ";
660        //std::cout<<std::endl;
661      }
662    }
663
664    Number flowValue() {
665      Number a=0;
666      OutEdgeIt e;
667      for(g->first(e, s); g->valid(e); g->next(e)) {
668        a+=flow->get(e);
669      }
670      return a;
671    }
672
673  };
674
675
676//   template <typename Graph, typename Number, typename FlowMap, typename CapacityMap>
677//   class MaxMatching {
678//   public:
679//     typedef typename Graph::Node Node;
680//     typedef typename Graph::NodeIt NodeIt;
681//     typedef typename Graph::Edge Edge;
682//     typedef typename Graph::EdgeIt EdgeIt;
683//     typedef typename Graph::OutEdgeIt OutEdgeIt;
684//     typedef typename Graph::InEdgeIt InEdgeIt;
685
686//     typedef typename Graph::NodeMap<bool> SMap;
687//     typedef typename Graph::NodeMap<bool> TMap;
688//   private:
689//     const Graph* G;
690//     SMap* S;
691//     TMap* T;
692//     //Node s;
693//     //Node t;
694//     FlowMap* flow;
695//     const CapacityMap* capacity;
696//     typedef ResGraphWrapper<Graph, Number, FlowMap, CapacityMap > AugGraph;
697//     typedef typename AugGraph::OutEdgeIt AugOutEdgeIt;
698//     typedef typename AugGraph::Edge AugEdge;
699//     typename Graph::NodeMap<int> used; //0
700
701//   public:
702//     MaxMatching(const Graph& _G, SMap& _S, TMap& _T, FlowMap& _flow, const CapacityMap& _capacity) :
703//       G(&_G), S(&_S), T(&_T), flow(&_flow), capacity(&_capacity), used(_G) { }
704//     bool augmentOnShortestPath() {
705//       AugGraph res_graph(*G, *flow, *capacity);
706//       bool _augment=false;
707     
708//       typedef typename AugGraph::NodeMap<bool> ReachedMap;
709//       BfsIterator5< AugGraph, /*AugOutEdgeIt,*/ ReachedMap > bfs(res_graph);
710//       typename AugGraph::NodeMap<AugEdge> pred(res_graph);
711//       for(NodeIt s=G->template first<NodeIt>(); G->valid(s); G->next(s)) {
712//      if ((S->get(s)) && (used.get(s)<1) ) {
713//        //Number u=0;
714//        //for(OutEdgeIt e=G->template first<OutEdgeIt>(s); G->valid(e); G->next(e))
715//        //u+=flow->get(e);
716//        //if (u<1) {
717//          bfs.pushAndSetReached(s);
718//          pred.set(s, AugEdge(INVALID));
719//          //}
720//      }
721//       }
722     
723//       typename AugGraph::NodeMap<Number> free(res_graph);
724       
725//       Node n;
726//       //searching for augmenting path
727//       while ( !bfs.finished() ) {
728//      AugOutEdgeIt e=bfs;
729//      if (res_graph.valid(e) && bfs.isBNodeNewlyReached()) {
730//        Node v=res_graph.source(e);
731//        Node w=res_graph.target(e);
732//        pred.set(w, e);
733//        if (res_graph.valid(pred.get(v))) {
734//          free.set(w, std::min(free.get(v), res_graph.free(e)));
735//        } else {
736//          free.set(w, res_graph.free(e));
737//        }
738//        n=res_graph.target(e);
739//        if (T->get(n) && (used.get(n)<1) ) {
740//          //Number u=0;
741//          //for(InEdgeIt f=G->template first<InEdgeIt>(n); G->valid(f); G->next(f))
742//          //u+=flow->get(f);
743//          //if (u<1) {
744//            _augment=true;
745//            break;
746//            //}
747//        }
748//      }
749       
750//      ++bfs;
751//       } //end of searching augmenting path
752
753//       if (_augment) {
754//      //Node n=t;
755//      used.set(n, 1); //mind2 vegen jav
756//      Number augment_value=free.get(n);
757//      while (res_graph.valid(pred.get(n))) {
758//        AugEdge e=pred.get(n);
759//        res_graph.augment(e, augment_value);
760//        n=res_graph.source(e);
761//      }
762//      used.set(n, 1); //mind2 vegen jav
763//       }
764
765//       return _augment;
766//     }
767
768// //     template<typename MutableGraph> bool augmentOnBlockingFlow() {     
769// //       bool _augment=false;
770
771// //       AugGraph res_graph(*G, *flow, *capacity);
772
773// //       typedef typename AugGraph::NodeMap<bool> ReachedMap;
774// //       BfsIterator4< AugGraph, AugOutEdgeIt, ReachedMap > bfs(res_graph);
775
776
777
778
779
780// //       //typename AugGraph::NodeMap<AugEdge> pred(res_graph);
781// //       for(NodeIt s=G->template first<NodeIt>(); G->valid(s); G->next(s)) {
782// //   if (S->get(s)) {
783// //     Number u=0;
784// //     for(OutEdgeIt e=G->template first<OutEdgeIt>(s); G->valid(e); G->next(e))
785// //       u+=flow->get(e);
786// //     if (u<1) {
787// //       bfs.pushAndSetReached(s);
788// //       //pred.set(s, AugEdge(INVALID));
789// //     }
790// //   }
791// //       }
792
793
794
795
796// //       //bfs.pushAndSetReached(s);
797// //       typename AugGraph::NodeMap<int> dist(res_graph); //filled up with 0's
798// //       while ( !bfs.finished() ) {
799// //   AugOutEdgeIt e=bfs;
800// //   if (res_graph.valid(e) && bfs.isBNodeNewlyReached()) {
801// //     dist.set(res_graph.target(e), dist.get(res_graph.source(e))+1);
802// //   }
803       
804// //   ++bfs;
805// //       } //computing distances from s in the residual graph
806
807// //       MutableGraph F;
808// //       typename AugGraph::NodeMap<typename MutableGraph::Node>
809// //   res_graph_to_F(res_graph);
810// //       for(typename AugGraph::NodeIt n=res_graph.template first<typename AugGraph::NodeIt>(); res_graph.valid(n); res_graph.next(n)) {
811// //   res_graph_to_F.set(n, F.addNode());
812// //       }
813     
814// //       typename MutableGraph::Node sF=res_graph_to_F.get(s);
815// //       typename MutableGraph::Node tF=res_graph_to_F.get(t);
816
817// //       typename MutableGraph::EdgeMap<AugEdge> original_edge(F);
818// //       typename MutableGraph::EdgeMap<Number> residual_capacity(F);
819
820// //       //Making F to the graph containing the edges of the residual graph
821// //       //which are in some shortest paths
822// //       for(typename AugGraph::EdgeIt e=res_graph.template first<typename AugGraph::EdgeIt>(); res_graph.valid(e); res_graph.next(e)) {
823// //   if (dist.get(res_graph.target(e))==dist.get(res_graph.source(e))+1) {
824// //     typename MutableGraph::Edge f=F.addEdge(res_graph_to_F.get(res_graph.source(e)), res_graph_to_F.get(res_graph.target(e)));
825// //     original_edge.update();
826// //     original_edge.set(f, e);
827// //     residual_capacity.update();
828// //     residual_capacity.set(f, res_graph.free(e));
829// //   }
830// //       }
831
832// //       bool __augment=true;
833
834// //       while (__augment) {
835// //   __augment=false;
836// //   //computing blocking flow with dfs
837// //   typedef typename MutableGraph::NodeMap<bool> BlockingReachedMap;
838// //   DfsIterator4< MutableGraph, typename MutableGraph::OutEdgeIt, BlockingReachedMap > dfs(F);
839// //   typename MutableGraph::NodeMap<typename MutableGraph::Edge> pred(F);
840// //   pred.set(sF, typename MutableGraph::Edge(INVALID));
841// //   //invalid iterators for sources
842
843// //   typename MutableGraph::NodeMap<Number> free(F);
844
845// //   dfs.pushAndSetReached(sF);     
846// //   while (!dfs.finished()) {
847// //     ++dfs;
848// //     if (F.valid(typename MutableGraph::OutEdgeIt(dfs))) {
849// //       if (dfs.isBNodeNewlyReached()) {
850// //         typename MutableGraph::Node v=F.aNode(dfs);
851// //         typename MutableGraph::Node w=F.bNode(dfs);
852// //         pred.set(w, dfs);
853// //         if (F.valid(pred.get(v))) {
854// //           free.set(w, std::min(free.get(v), residual_capacity.get(dfs)));
855// //         } else {
856// //           free.set(w, residual_capacity.get(dfs));
857// //         }
858// //         if (w==tF) {
859// //           __augment=true;
860// //           _augment=true;
861// //           break;
862// //         }
863             
864// //       } else {
865// //         F.erase(typename MutableGraph::OutEdgeIt(dfs));
866// //       }
867// //     }
868// //   }
869
870// //   if (__augment) {
871// //     typename MutableGraph::Node n=tF;
872// //     Number augment_value=free.get(tF);
873// //     while (F.valid(pred.get(n))) {
874// //       typename MutableGraph::Edge e=pred.get(n);
875// //       res_graph.augment(original_edge.get(e), augment_value);
876// //       n=F.source(e);
877// //       if (residual_capacity.get(e)==augment_value)
878// //         F.erase(e);
879// //       else
880// //         residual_capacity.set(e, residual_capacity.get(e)-augment_value);
881// //     }
882// //   }
883       
884// //       }
885           
886// //       return _augment;
887// //     }
888//     bool augmentOnBlockingFlow2() {
889//       bool _augment=false;
890
891//       //typedef ErasingResGraphWrapper<Graph, Number, FlowMap, CapacityMap> EAugGraph;
892//       typedef FilterGraphWrapper< ErasingResGraphWrapper<Graph, Number, FlowMap, CapacityMap> > EAugGraph;
893//       typedef typename EAugGraph::OutEdgeIt EAugOutEdgeIt;
894//       typedef typename EAugGraph::Edge EAugEdge;
895
896//       EAugGraph res_graph(*G, *flow, *capacity);
897
898//       //typedef typename EAugGraph::NodeMap<bool> ReachedMap;
899//       BfsIterator5<
900//      ErasingResGraphWrapper<Graph, Number, FlowMap, CapacityMap>,
901//      /*typename ErasingResGraphWrapper<Graph, Number, FlowMap, CapacityMap>::OutEdgeIt,*/
902//      ErasingResGraphWrapper<Graph, Number, FlowMap, CapacityMap>::NodeMap<bool> > bfs(res_graph);
903
904
905//       //typename AugGraph::NodeMap<AugEdge> pred(res_graph);
906//       for(NodeIt s=G->template first<NodeIt>(); G->valid(s); G->next(s)) {
907//      if (S->get(s)) {
908//        Number u=0;
909//        for(OutEdgeIt e=G->template first<OutEdgeIt>(s); G->valid(e); G->next(e))
910//          u+=flow->get(e);
911//        if (u<1) {
912//          bfs.pushAndSetReached(s);
913//          //pred.set(s, AugEdge(INVALID));
914//        }
915//      }
916//       }
917
918     
919//       //bfs.pushAndSetReached(s);
920
921//       typename ErasingResGraphWrapper<Graph, Number, FlowMap, CapacityMap>::
922//      NodeMap<int>& dist=res_graph.dist;
923
924//       while ( !bfs.finished() ) {
925//      typename ErasingResGraphWrapper<Graph, Number, FlowMap, CapacityMap>::OutEdgeIt e=bfs;
926//      if (res_graph.valid(e) && bfs.isBNodeNewlyReached()) {
927//        dist.set(res_graph.target(e), dist.get(res_graph.source(e))+1);
928//      }
929//      ++bfs; 
930//       } //computing distances from s in the residual graph
931
932//       bool __augment=true;
933
934//       while (__augment) {
935
936//      __augment=false;
937//      //computing blocking flow with dfs
938//      typedef typename EAugGraph::NodeMap<bool> BlockingReachedMap;
939//      DfsIterator5< EAugGraph/*, EAugOutEdgeIt*/, BlockingReachedMap >
940//        dfs(res_graph);
941//      typename EAugGraph::NodeMap<EAugEdge> pred(res_graph, INVALID);
942//      //pred.set(s, EAugEdge(INVALID));
943//      //invalid iterators for sources
944
945//      typename EAugGraph::NodeMap<Number> free(res_graph);
946
947
948//      //typename AugGraph::NodeMap<AugEdge> pred(res_graph);
949//       for(NodeIt s=G->template first<NodeIt>(); G->valid(s); G->next(s)) {
950//      if (S->get(s)) {
951//        Number u=0;
952//        for(OutEdgeIt e=G->template first<OutEdgeIt>(s); G->valid(e); G->next(e))
953//          u+=flow->get(e);
954//        if (u<1) {
955//          dfs.pushAndSetReached(s);
956//          //pred.set(s, AugEdge(INVALID));
957//        }
958//      }
959//       }
960
961
962
963//       //dfs.pushAndSetReached(s);
964//       typename EAugGraph::Node n;
965//      while (!dfs.finished()) {
966//        ++dfs;
967//        if (res_graph.valid(EAugOutEdgeIt(dfs))) {
968//          if (dfs.isBNodeNewlyReached()) {
969         
970//            typename EAugGraph::Node v=res_graph.aNode(dfs);
971//            typename EAugGraph::Node w=res_graph.bNode(dfs);
972
973//            pred.set(w, EAugOutEdgeIt(dfs));
974//            if (res_graph.valid(pred.get(v))) {
975//              free.set(w, std::min(free.get(v), res_graph.free(dfs)));
976//            } else {
977//              free.set(w, res_graph.free(dfs));
978//            }
979             
980//            n=w;
981//            if (T->get(w)) {
982//              Number u=0;
983//              for(InEdgeIt f=G->template first<InEdgeIt>(n); G->valid(f); G->next(f))
984//                u+=flow->get(f);
985//              if (u<1) {
986//                __augment=true;
987//                _augment=true;
988//                break;
989//              }
990//            }
991//          } else {
992//            res_graph.erase(dfs);
993//          }
994//        }
995
996//      }
997
998//      if (__augment) {
999//        // typename EAugGraph::Node n=t;
1000//        Number augment_value=free.get(n);
1001//        while (res_graph.valid(pred.get(n))) {
1002//          EAugEdge e=pred.get(n);
1003//          res_graph.augment(e, augment_value);
1004//          n=res_graph.source(e);
1005//          if (res_graph.free(e)==0)
1006//            res_graph.erase(e);
1007//        }
1008//      }
1009     
1010//       }
1011           
1012//       return _augment;
1013//     }
1014//     void run() {
1015//       //int num_of_augmentations=0;
1016//       while (augmentOnShortestPath()) {
1017//      //while (augmentOnBlockingFlow<MutableGraph>()) {
1018//      //std::cout << ++num_of_augmentations << " ";
1019//      //std::cout<<std::endl;
1020//       }
1021//     }
1022// //     template<typename MutableGraph> void run() {
1023// //       //int num_of_augmentations=0;
1024// //       //while (augmentOnShortestPath()) {
1025// //   while (augmentOnBlockingFlow<MutableGraph>()) {
1026// //   //std::cout << ++num_of_augmentations << " ";
1027// //   //std::cout<<std::endl;
1028// //       }
1029// //     }
1030//     Number flowValue() {
1031//       Number a=0;
1032//       EdgeIt e;
1033//       for(G->/*getF*/first(e); G->valid(e); G->next(e)) {
1034//      a+=flow->get(e);
1035//       }
1036//       return a;
1037//     }
1038//   };
1039
1040
1041
1042
1043
1044 
1045// //   template <typename Graph, typename Number, typename FlowMap, typename CapacityMap>
1046// //   class MaxFlow2 {
1047// //   public:
1048// //     typedef typename Graph::Node Node;
1049// //     typedef typename Graph::Edge Edge;
1050// //     typedef typename Graph::EdgeIt EdgeIt;
1051// //     typedef typename Graph::OutEdgeIt OutEdgeIt;
1052// //     typedef typename Graph::InEdgeIt InEdgeIt;
1053// //   private:
1054// //     const Graph& G;
1055// //     std::list<Node>& S;
1056// //     std::list<Node>& T;
1057// //     FlowMap& flow;
1058// //     const CapacityMap& capacity;
1059// //     typedef ResGraphWrapper<Graph, Number, FlowMap, CapacityMap > AugGraph;
1060// //     typedef typename AugGraph::OutEdgeIt AugOutEdgeIt;
1061// //     typedef typename AugGraph::Edge AugEdge;
1062// //     typename Graph::NodeMap<bool> SMap;
1063// //     typename Graph::NodeMap<bool> TMap;
1064// //   public:
1065// //     MaxFlow2(const Graph& _G, std::list<Node>& _S, std::list<Node>& _T, FlowMap& _flow, const CapacityMap& _capacity) : G(_G), S(_S), T(_T), flow(_flow), capacity(_capacity), SMap(_G), TMap(_G) {
1066// //       for(typename std::list<Node>::const_iterator i=S.begin();
1067// //     i!=S.end(); ++i) {
1068// //   SMap.set(*i, true);
1069// //       }
1070// //       for (typename std::list<Node>::const_iterator i=T.begin();
1071// //      i!=T.end(); ++i) {
1072// //   TMap.set(*i, true);
1073// //       }
1074// //     }
1075// //     bool augment() {
1076// //       AugGraph res_graph(G, flow, capacity);
1077// //       bool _augment=false;
1078// //       Node reached_t_node;
1079     
1080// //       typedef typename AugGraph::NodeMap<bool> ReachedMap;
1081// //       BfsIterator4< AugGraph, AugOutEdgeIt, ReachedMap > bfs(res_graph);
1082// //       for(typename std::list<Node>::const_iterator i=S.begin();
1083// //     i!=S.end(); ++i) {
1084// //   bfs.pushAndSetReached(*i);
1085// //       }
1086// //       //bfs.pushAndSetReached(s);
1087       
1088// //       typename AugGraph::NodeMap<AugEdge> pred(res_graph);
1089// //       //filled up with invalid iterators
1090     
1091// //       typename AugGraph::NodeMap<Number> free(res_graph);
1092       
1093// //       //searching for augmenting path
1094// //       while ( !bfs.finished() ) {
1095// //   AugOutEdgeIt e=/*AugOutEdgeIt*/(bfs);
1096// //   if (e.valid() && bfs.isBNodeNewlyReached()) {
1097// //     Node v=res_graph.source(e);
1098// //     Node w=res_graph.target(e);
1099// //     pred.set(w, e);
1100// //     if (pred.get(v).valid()) {
1101// //       free.set(w, std::min(free.get(v), e.free()));
1102// //     } else {
1103// //       free.set(w, e.free());
1104// //     }
1105// //     if (TMap.get(res_graph.target(e))) {
1106// //       _augment=true;
1107// //       reached_t_node=res_graph.target(e);
1108// //       break;
1109// //     }
1110// //   }
1111       
1112// //   ++bfs;
1113// //       } //end of searching augmenting path
1114
1115// //       if (_augment) {
1116// //   Node n=reached_t_node;
1117// //   Number augment_value=free.get(reached_t_node);
1118// //   while (pred.get(n).valid()) {
1119// //     AugEdge e=pred.get(n);
1120// //     e.augment(augment_value);
1121// //     n=res_graph.source(e);
1122// //   }
1123// //       }
1124
1125// //       return _augment;
1126// //     }
1127// //     void run() {
1128// //       while (augment()) { }
1129// //     }
1130// //     Number flowValue() {
1131// //       Number a=0;
1132// //       for(typename std::list<Node>::const_iterator i=S.begin();
1133// //     i!=S.end(); ++i) {
1134// //   for(OutEdgeIt e=G.template first<OutEdgeIt>(*i); e.valid(); ++e) {
1135// //     a+=flow.get(e);
1136// //   }
1137// //   for(InEdgeIt e=G.template first<InEdgeIt>(*i); e.valid(); ++e) {
1138// //     a-=flow.get(e);
1139// //   }
1140// //       }
1141// //       return a;
1142// //     }
1143// //   };
1144
1145
1146} // namespace lemon
1147
1148#endif //LEMON_EDMONDS_KARP_H
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.