| 1 | #ifndef MARCI_MAX_FLOW_HH | 
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| 2 | #define MARCI_MAX_FLOW_HH | 
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| 3 |  | 
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| 4 | #include <algorithm> | 
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| 6 | #include <marci_property_vector.hh> | 
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| 7 | #include <marci_bfs.hh> | 
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| 8 |  | 
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| 9 | namespace hugo { | 
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| 10 |  | 
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| 11 |   template<typename graph_type, typename T> | 
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| 12 |   class res_graph_type {  | 
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| 13 |     typedef typename graph_type::node_iterator node_iterator; | 
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| 14 |     typedef typename graph_type::each_node_iterator each_node_iterator; | 
|---|
| 15 |     typedef typename graph_type::sym_edge_iterator old_sym_edge_iterator; | 
|---|
| 16 |     graph_type& G; | 
|---|
| 17 |     edge_property_vector<graph_type, T>& flow; | 
|---|
| 18 |     edge_property_vector<graph_type, T>& capacity; | 
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| 19 |   public: | 
|---|
| 20 |     res_graph_type(graph_type& _G, edge_property_vector<graph_type, T>& _flow, edge_property_vector<graph_type, T>& _capacity) : G(_G), flow(_flow), capacity(_capacity) { } | 
|---|
| 21 |  | 
|---|
| 22 |     class edge_iterator { | 
|---|
| 23 |       friend class res_graph_type<graph_type, T>; | 
|---|
| 24 |     protected: | 
|---|
| 25 |       res_graph_type<graph_type, T>* resG; | 
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| 26 |       old_sym_edge_iterator sym; | 
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| 27 |     public: | 
|---|
| 28 |       edge_iterator() { } | 
|---|
| 29 |       //bool is_free() {   | 
|---|
| 30 |       //if (resG->G.a_node(sym)==resG->G.tail(sym)) {  | 
|---|
| 31 |       //  return (resG->flow.get(sym)<resG->capacity.get(sym));  | 
|---|
| 32 |       //} else {  | 
|---|
| 33 |       //  return (resG->flow.get(sym)>0);  | 
|---|
| 34 |       //} | 
|---|
| 35 |       //} | 
|---|
| 36 |       T free() {  | 
|---|
| 37 |         if (resG->G.a_node(sym)==resG->G.tail(sym)) {  | 
|---|
| 38 |           return (resG->capacity.get(sym)-resG->flow.get(sym));  | 
|---|
| 39 |         } else {  | 
|---|
| 40 |           return (resG->flow.get(sym));  | 
|---|
| 41 |         } | 
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| 42 |       } | 
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| 43 |       bool valid() { return sym.valid(); } | 
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| 44 |       void make_invalid() { sym.make_invalid(); } | 
|---|
| 45 |       void augment(T a) { | 
|---|
| 46 |         if (resG->G.a_node(sym)==resG->G.tail(sym)) {  | 
|---|
| 47 |           resG->flow.put(sym, resG->flow.get(sym)+a); | 
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| 48 |         } else {  | 
|---|
| 49 |           resG->flow.put(sym, resG->flow.get(sym)-a); | 
|---|
| 50 |         } | 
|---|
| 51 |       } | 
|---|
| 52 |     }; | 
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| 53 |  | 
|---|
| 54 |     class out_edge_iterator : public edge_iterator { | 
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| 55 |     public: | 
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| 56 |       out_edge_iterator() { } | 
|---|
| 57 |       out_edge_iterator(res_graph_type<graph_type, T>& _resG, const node_iterator& v) {  | 
|---|
| 58 |         resG=&_resG; | 
|---|
| 59 |         sym=resG->G.first_sym_edge(v); | 
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| 60 |         while( sym.valid() && !(free()>0) ) { ++sym; } | 
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| 61 |       } | 
|---|
| 62 |       out_edge_iterator& operator++() {  | 
|---|
| 63 |         ++sym;  | 
|---|
| 64 |         while( sym.valid() && !(free()>0) ) { ++sym; } | 
|---|
| 65 |         return *this;  | 
|---|
| 66 |       } | 
|---|
| 67 |     }; | 
|---|
| 68 |  | 
|---|
| 69 |     out_edge_iterator first_out_edge(const node_iterator& v) { | 
|---|
| 70 |       return out_edge_iterator(*this, v); | 
|---|
| 71 |     } | 
|---|
| 72 |  | 
|---|
| 73 |     each_node_iterator first_node() { | 
|---|
| 74 |       return G.first_node(); | 
|---|
| 75 |     } | 
|---|
| 76 |  | 
|---|
| 77 |     node_iterator tail(const edge_iterator& e) { return G.a_node(e.sym); } | 
|---|
| 78 |     node_iterator head(const edge_iterator& e) { return G.b_node(e.sym); } | 
|---|
| 79 |  | 
|---|
| 80 |     int id(const node_iterator& v) { return G.id(v); } | 
|---|
| 81 |  | 
|---|
| 82 |     //node_iterator invalid_node() { return G.invalid_node(); } | 
|---|
| 83 |     //res_edge_it invalid_edge() { res_edge_it n; n.sym=G.invalid_sym_edge(); return n; }  | 
|---|
| 84 |   }; | 
|---|
| 85 |  | 
|---|
| 86 |   template <typename graph_type, typename T> | 
|---|
| 87 |   struct max_flow_type { | 
|---|
| 88 |     typedef typename graph_type::node_iterator node_iterator; | 
|---|
| 89 |     typedef typename graph_type::edge_iterator edge_iterator; | 
|---|
| 90 |     typedef typename graph_type::each_node_iterator each_node_iterator; | 
|---|
| 91 |     typedef typename graph_type::out_edge_iterator out_edge_iterator; | 
|---|
| 92 |     typedef typename graph_type::in_edge_iterator in_edge_iterator; | 
|---|
| 93 |     graph_type& G; | 
|---|
| 94 |     node_iterator s; | 
|---|
| 95 |     node_iterator t; | 
|---|
| 96 |     edge_property_vector<graph_type, T> flow; | 
|---|
| 97 |     edge_property_vector<graph_type, T>& capacity; | 
|---|
| 98 |  | 
|---|
| 99 |     max_flow_type(graph_type& _G, node_iterator _s, node_iterator _t, edge_property_vector<graph_type, T>& _capacity) : G(_G), s(_s), t(_t), flow(_G), capacity(_capacity) {  | 
|---|
| 100 |       for(each_node_iterator i=G.first_node(); i.valid(); ++i)  | 
|---|
| 101 |         for(out_edge_iterator j=G.first_out_edge(i); j.valid(); ++j)  | 
|---|
| 102 |           flow.put(j, 0); | 
|---|
| 103 |     } | 
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| 104 |     void run() { | 
|---|
| 105 |       typedef res_graph_type<graph_type, T> aug_graph_type; | 
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| 106 |       aug_graph_type res_graph(G, flow, capacity); | 
|---|
| 107 |  | 
|---|
| 108 |       bool augment; | 
|---|
| 109 |       do { | 
|---|
| 110 |         augment=false; | 
|---|
| 111 |  | 
|---|
| 112 |         typedef std::queue<aug_graph_type::out_edge_iterator> bfs_queue_type; | 
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| 113 |         bfs_queue_type bfs_queue; | 
|---|
| 114 |         bfs_queue.push(res_graph.first_out_edge(s)); | 
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| 115 |  | 
|---|
| 116 |         typedef node_property_vector<aug_graph_type, bool> reached_type; | 
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| 117 |         reached_type reached(res_graph, false); | 
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| 118 |         reached.put(s, true);  | 
|---|
| 119 |          | 
|---|
| 120 |         bfs_iterator1< aug_graph_type, reached_type >  | 
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| 121 |         res_bfs(res_graph, bfs_queue, reached); | 
|---|
| 122 |  | 
|---|
| 123 |         typedef node_property_vector<aug_graph_type, aug_graph_type::edge_iterator> pred_type; | 
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| 124 |         pred_type pred(res_graph); | 
|---|
| 125 |         aug_graph_type::edge_iterator a;  | 
|---|
| 126 |         a.make_invalid(); | 
|---|
| 127 |         pred.put(s, a); | 
|---|
| 128 |  | 
|---|
| 129 |         typedef node_property_vector<aug_graph_type, int> free_type; | 
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| 130 |         free_type free(res_graph); | 
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| 131 |          | 
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| 132 |         //searching for augmenting path | 
|---|
| 133 |         while ( res_bfs.valid() ) {  | 
|---|
| 134 |           //std::cout<<"KULSO ciklus itt jar: "<<G.id(res_graph.tail(res_bfs))<<"->"<<G.id(res_graph.head(res_bfs))<<std::endl; | 
|---|
| 135 |           if (res_bfs.newly_reached()) { | 
|---|
| 136 |             aug_graph_type::edge_iterator e; | 
|---|
| 137 |             e=res_bfs; | 
|---|
| 138 |             node_iterator v=res_graph.tail(e); | 
|---|
| 139 |             node_iterator w=res_graph.head(e); | 
|---|
| 140 |             //std::cout<<G.id(v)<<"->"<<G.id(w)<<", "<<G.id(w)<<" is newly reached"; | 
|---|
| 141 |             pred.put(w, e); | 
|---|
| 142 |             if (pred.get(v).valid()) { | 
|---|
| 143 |               free.put(w, std::min(free.get(v), e.free())); | 
|---|
| 144 |               //std::cout <<" nem elso csucs: "; | 
|---|
| 145 |               //std::cout <<"szabad kap eddig: "<< free.get(w) << " "; | 
|---|
| 146 |             } else { | 
|---|
| 147 |               free.put(w, e.free());  | 
|---|
| 148 |               //std::cout <<" elso csucs: "; | 
|---|
| 149 |               //std::cout <<"szabad kap eddig: "<< free.get(w) << " "; | 
|---|
| 150 |             } | 
|---|
| 151 |             //std::cout<<std::endl; | 
|---|
| 152 |           } | 
|---|
| 153 |          | 
|---|
| 154 |           if (res_graph.head(res_bfs)==t) break; | 
|---|
| 155 |           ++res_bfs; | 
|---|
| 156 |         } | 
|---|
| 157 |         if (reached.get(t)) { | 
|---|
| 158 |           augment=true; | 
|---|
| 159 |           node_iterator n=t; | 
|---|
| 160 |           T augment_value=free.get(t); | 
|---|
| 161 |           std::cout<<"augmentation: "; | 
|---|
| 162 |           while (pred.get(n).valid()) {  | 
|---|
| 163 |             aug_graph_type::edge_iterator e=pred.get(n); | 
|---|
| 164 |             e.augment(augment_value);  | 
|---|
| 165 |             std::cout<<"("<<res_graph.tail(e)<< "->"<<res_graph.head(e)<<") "; | 
|---|
| 166 |             n=res_graph.tail(e); | 
|---|
| 167 |           } | 
|---|
| 168 |           std::cout<<std::endl; | 
|---|
| 169 |         } | 
|---|
| 170 |  | 
|---|
| 171 |         std::cout << "actual flow: "<< std::endl; | 
|---|
| 172 |         for(typename graph_type::each_edge_iterator e=G.first_edge(); e.valid(); ++e) {  | 
|---|
| 173 |           std::cout<<"("<<G.tail(e)<< "-"<<flow.get(e)<<"->"<<G.head(e)<<") "; | 
|---|
| 174 |         } | 
|---|
| 175 |         std::cout<<std::endl; | 
|---|
| 176 |  | 
|---|
| 177 |       } while (augment); | 
|---|
| 178 |     } | 
|---|
| 179 |   }; | 
|---|
| 180 |  | 
|---|
| 181 | } // namespace hugo | 
|---|
| 182 |  | 
|---|
| 183 | #endif //MARCI_MAX_FLOW_HH | 
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