| 1 | /* -*- mode: C++; indent-tabs-mode: nil; -*- |
|---|
| 2 | * |
|---|
| 3 | * This file is a part of LEMON, a generic C++ optimization library. |
|---|
| 4 | * |
|---|
| 5 | * Copyright (C) 2003-2009 |
|---|
| 6 | * Egervary Jeno Kombinatorikus Optimalizalasi Kutatocsoport |
|---|
| 7 | * (Egervary Research Group on Combinatorial Optimization, EGRES). |
|---|
| 8 | * |
|---|
| 9 | * Permission to use, modify and distribute this software is granted |
|---|
| 10 | * provided that this copyright notice appears in all copies. For |
|---|
| 11 | * precise terms see the accompanying LICENSE file. |
|---|
| 12 | * |
|---|
| 13 | * This software is provided "AS IS" with no warranty of any kind, |
|---|
| 14 | * express or implied, and with no claim as to its suitability for any |
|---|
| 15 | * purpose. |
|---|
| 16 | * |
|---|
| 17 | */ |
|---|
| 18 | |
|---|
| 19 | #ifndef LEMON_BITS_BASE_EXTENDER_H |
|---|
| 20 | #define LEMON_BITS_BASE_EXTENDER_H |
|---|
| 21 | |
|---|
| 22 | #include <lemon/core.h> |
|---|
| 23 | #include <lemon/error.h> |
|---|
| 24 | |
|---|
| 25 | #include <lemon/bits/map_extender.h> |
|---|
| 26 | #include <lemon/bits/default_map.h> |
|---|
| 27 | |
|---|
| 28 | #include <lemon/concept_check.h> |
|---|
| 29 | #include <lemon/concepts/maps.h> |
|---|
| 30 | |
|---|
| 31 | //\ingroup digraphbits |
|---|
| 32 | //\file |
|---|
| 33 | //\brief Extenders for the graph types |
|---|
| 34 | namespace lemon { |
|---|
| 35 | |
|---|
| 36 | // \ingroup digraphbits |
|---|
| 37 | // |
|---|
| 38 | // \brief BaseDigraph to BaseGraph extender |
|---|
| 39 | template <typename Base> |
|---|
| 40 | class UndirDigraphExtender : public Base { |
|---|
| 41 | |
|---|
| 42 | public: |
|---|
| 43 | |
|---|
| 44 | typedef Base Parent; |
|---|
| 45 | typedef typename Parent::Arc Edge; |
|---|
| 46 | typedef typename Parent::Node Node; |
|---|
| 47 | |
|---|
| 48 | typedef True UndirectedTag; |
|---|
| 49 | |
|---|
| 50 | class Arc : public Edge { |
|---|
| 51 | friend class UndirDigraphExtender; |
|---|
| 52 | |
|---|
| 53 | protected: |
|---|
| 54 | bool forward; |
|---|
| 55 | |
|---|
| 56 | Arc(const Edge &ue, bool _forward) : |
|---|
| 57 | Edge(ue), forward(_forward) {} |
|---|
| 58 | |
|---|
| 59 | public: |
|---|
| 60 | Arc() {} |
|---|
| 61 | |
|---|
| 62 | // Invalid arc constructor |
|---|
| 63 | Arc(Invalid i) : Edge(i), forward(true) {} |
|---|
| 64 | |
|---|
| 65 | bool operator==(const Arc &that) const { |
|---|
| 66 | return forward==that.forward && Edge(*this)==Edge(that); |
|---|
| 67 | } |
|---|
| 68 | bool operator!=(const Arc &that) const { |
|---|
| 69 | return forward!=that.forward || Edge(*this)!=Edge(that); |
|---|
| 70 | } |
|---|
| 71 | bool operator<(const Arc &that) const { |
|---|
| 72 | return forward<that.forward || |
|---|
| 73 | (!(that.forward<forward) && Edge(*this)<Edge(that)); |
|---|
| 74 | } |
|---|
| 75 | }; |
|---|
| 76 | |
|---|
| 77 | // First node of the edge |
|---|
| 78 | Node u(const Edge &e) const { |
|---|
| 79 | return Parent::source(e); |
|---|
| 80 | } |
|---|
| 81 | |
|---|
| 82 | // Source of the given arc |
|---|
| 83 | Node source(const Arc &e) const { |
|---|
| 84 | return e.forward ? Parent::source(e) : Parent::target(e); |
|---|
| 85 | } |
|---|
| 86 | |
|---|
| 87 | // Second node of the edge |
|---|
| 88 | Node v(const Edge &e) const { |
|---|
| 89 | return Parent::target(e); |
|---|
| 90 | } |
|---|
| 91 | |
|---|
| 92 | // Target of the given arc |
|---|
| 93 | Node target(const Arc &e) const { |
|---|
| 94 | return e.forward ? Parent::target(e) : Parent::source(e); |
|---|
| 95 | } |
|---|
| 96 | |
|---|
| 97 | // \brief Directed arc from an edge. |
|---|
| 98 | // |
|---|
| 99 | // Returns a directed arc corresponding to the specified edge. |
|---|
| 100 | // If the given bool is true, the first node of the given edge and |
|---|
| 101 | // the source node of the returned arc are the same. |
|---|
| 102 | static Arc direct(const Edge &e, bool d) { |
|---|
| 103 | return Arc(e, d); |
|---|
| 104 | } |
|---|
| 105 | |
|---|
| 106 | // Returns whether the given directed arc has the same orientation |
|---|
| 107 | // as the corresponding edge. |
|---|
| 108 | static bool direction(const Arc &a) { return a.forward; } |
|---|
| 109 | |
|---|
| 110 | using Parent::first; |
|---|
| 111 | using Parent::next; |
|---|
| 112 | |
|---|
| 113 | void first(Arc &e) const { |
|---|
| 114 | Parent::first(e); |
|---|
| 115 | e.forward=true; |
|---|
| 116 | } |
|---|
| 117 | |
|---|
| 118 | void next(Arc &e) const { |
|---|
| 119 | if( e.forward ) { |
|---|
| 120 | e.forward = false; |
|---|
| 121 | } |
|---|
| 122 | else { |
|---|
| 123 | Parent::next(e); |
|---|
| 124 | e.forward = true; |
|---|
| 125 | } |
|---|
| 126 | } |
|---|
| 127 | |
|---|
| 128 | void firstOut(Arc &e, const Node &n) const { |
|---|
| 129 | Parent::firstIn(e,n); |
|---|
| 130 | if( Edge(e) != INVALID ) { |
|---|
| 131 | e.forward = false; |
|---|
| 132 | } |
|---|
| 133 | else { |
|---|
| 134 | Parent::firstOut(e,n); |
|---|
| 135 | e.forward = true; |
|---|
| 136 | } |
|---|
| 137 | } |
|---|
| 138 | void nextOut(Arc &e) const { |
|---|
| 139 | if( ! e.forward ) { |
|---|
| 140 | Node n = Parent::target(e); |
|---|
| 141 | Parent::nextIn(e); |
|---|
| 142 | if( Edge(e) == INVALID ) { |
|---|
| 143 | Parent::firstOut(e, n); |
|---|
| 144 | e.forward = true; |
|---|
| 145 | } |
|---|
| 146 | } |
|---|
| 147 | else { |
|---|
| 148 | Parent::nextOut(e); |
|---|
| 149 | } |
|---|
| 150 | } |
|---|
| 151 | |
|---|
| 152 | void firstIn(Arc &e, const Node &n) const { |
|---|
| 153 | Parent::firstOut(e,n); |
|---|
| 154 | if( Edge(e) != INVALID ) { |
|---|
| 155 | e.forward = false; |
|---|
| 156 | } |
|---|
| 157 | else { |
|---|
| 158 | Parent::firstIn(e,n); |
|---|
| 159 | e.forward = true; |
|---|
| 160 | } |
|---|
| 161 | } |
|---|
| 162 | void nextIn(Arc &e) const { |
|---|
| 163 | if( ! e.forward ) { |
|---|
| 164 | Node n = Parent::source(e); |
|---|
| 165 | Parent::nextOut(e); |
|---|
| 166 | if( Edge(e) == INVALID ) { |
|---|
| 167 | Parent::firstIn(e, n); |
|---|
| 168 | e.forward = true; |
|---|
| 169 | } |
|---|
| 170 | } |
|---|
| 171 | else { |
|---|
| 172 | Parent::nextIn(e); |
|---|
| 173 | } |
|---|
| 174 | } |
|---|
| 175 | |
|---|
| 176 | void firstInc(Edge &e, bool &d, const Node &n) const { |
|---|
| 177 | d = true; |
|---|
| 178 | Parent::firstOut(e, n); |
|---|
| 179 | if (e != INVALID) return; |
|---|
| 180 | d = false; |
|---|
| 181 | Parent::firstIn(e, n); |
|---|
| 182 | } |
|---|
| 183 | |
|---|
| 184 | void nextInc(Edge &e, bool &d) const { |
|---|
| 185 | if (d) { |
|---|
| 186 | Node s = Parent::source(e); |
|---|
| 187 | Parent::nextOut(e); |
|---|
| 188 | if (e != INVALID) return; |
|---|
| 189 | d = false; |
|---|
| 190 | Parent::firstIn(e, s); |
|---|
| 191 | } else { |
|---|
| 192 | Parent::nextIn(e); |
|---|
| 193 | } |
|---|
| 194 | } |
|---|
| 195 | |
|---|
| 196 | Node nodeFromId(int ix) const { |
|---|
| 197 | return Parent::nodeFromId(ix); |
|---|
| 198 | } |
|---|
| 199 | |
|---|
| 200 | Arc arcFromId(int ix) const { |
|---|
| 201 | return direct(Parent::arcFromId(ix >> 1), bool(ix & 1)); |
|---|
| 202 | } |
|---|
| 203 | |
|---|
| 204 | Edge edgeFromId(int ix) const { |
|---|
| 205 | return Parent::arcFromId(ix); |
|---|
| 206 | } |
|---|
| 207 | |
|---|
| 208 | int id(const Node &n) const { |
|---|
| 209 | return Parent::id(n); |
|---|
| 210 | } |
|---|
| 211 | |
|---|
| 212 | int id(const Edge &e) const { |
|---|
| 213 | return Parent::id(e); |
|---|
| 214 | } |
|---|
| 215 | |
|---|
| 216 | int id(const Arc &e) const { |
|---|
| 217 | return 2 * Parent::id(e) + int(e.forward); |
|---|
| 218 | } |
|---|
| 219 | |
|---|
| 220 | int maxNodeId() const { |
|---|
| 221 | return Parent::maxNodeId(); |
|---|
| 222 | } |
|---|
| 223 | |
|---|
| 224 | int maxArcId() const { |
|---|
| 225 | return 2 * Parent::maxArcId() + 1; |
|---|
| 226 | } |
|---|
| 227 | |
|---|
| 228 | int maxEdgeId() const { |
|---|
| 229 | return Parent::maxArcId(); |
|---|
| 230 | } |
|---|
| 231 | |
|---|
| 232 | int arcNum() const { |
|---|
| 233 | return 2 * Parent::arcNum(); |
|---|
| 234 | } |
|---|
| 235 | |
|---|
| 236 | int edgeNum() const { |
|---|
| 237 | return Parent::arcNum(); |
|---|
| 238 | } |
|---|
| 239 | |
|---|
| 240 | Arc findArc(Node s, Node t, Arc p = INVALID) const { |
|---|
| 241 | if (p == INVALID) { |
|---|
| 242 | Edge arc = Parent::findArc(s, t); |
|---|
| 243 | if (arc != INVALID) return direct(arc, true); |
|---|
| 244 | arc = Parent::findArc(t, s); |
|---|
| 245 | if (arc != INVALID) return direct(arc, false); |
|---|
| 246 | } else if (direction(p)) { |
|---|
| 247 | Edge arc = Parent::findArc(s, t, p); |
|---|
| 248 | if (arc != INVALID) return direct(arc, true); |
|---|
| 249 | arc = Parent::findArc(t, s); |
|---|
| 250 | if (arc != INVALID) return direct(arc, false); |
|---|
| 251 | } else { |
|---|
| 252 | Edge arc = Parent::findArc(t, s, p); |
|---|
| 253 | if (arc != INVALID) return direct(arc, false); |
|---|
| 254 | } |
|---|
| 255 | return INVALID; |
|---|
| 256 | } |
|---|
| 257 | |
|---|
| 258 | Edge findEdge(Node s, Node t, Edge p = INVALID) const { |
|---|
| 259 | if (s != t) { |
|---|
| 260 | if (p == INVALID) { |
|---|
| 261 | Edge arc = Parent::findArc(s, t); |
|---|
| 262 | if (arc != INVALID) return arc; |
|---|
| 263 | arc = Parent::findArc(t, s); |
|---|
| 264 | if (arc != INVALID) return arc; |
|---|
| 265 | } else if (Parent::s(p) == s) { |
|---|
| 266 | Edge arc = Parent::findArc(s, t, p); |
|---|
| 267 | if (arc != INVALID) return arc; |
|---|
| 268 | arc = Parent::findArc(t, s); |
|---|
| 269 | if (arc != INVALID) return arc; |
|---|
| 270 | } else { |
|---|
| 271 | Edge arc = Parent::findArc(t, s, p); |
|---|
| 272 | if (arc != INVALID) return arc; |
|---|
| 273 | } |
|---|
| 274 | } else { |
|---|
| 275 | return Parent::findArc(s, t, p); |
|---|
| 276 | } |
|---|
| 277 | return INVALID; |
|---|
| 278 | } |
|---|
| 279 | }; |
|---|
| 280 | |
|---|
| 281 | template <typename Base> |
|---|
| 282 | class BidirBpGraphExtender : public Base { |
|---|
| 283 | public: |
|---|
| 284 | typedef Base Parent; |
|---|
| 285 | typedef BidirBpGraphExtender Digraph; |
|---|
| 286 | |
|---|
| 287 | typedef typename Parent::Node Node; |
|---|
| 288 | typedef typename Parent::Edge Edge; |
|---|
| 289 | |
|---|
| 290 | |
|---|
| 291 | using Parent::first; |
|---|
| 292 | using Parent::next; |
|---|
| 293 | |
|---|
| 294 | using Parent::id; |
|---|
| 295 | |
|---|
| 296 | class Red : public Node { |
|---|
| 297 | friend class BidirBpGraphExtender; |
|---|
| 298 | public: |
|---|
| 299 | Red() {} |
|---|
| 300 | Red(const Node& node) : Node(node) { |
|---|
| 301 | LEMON_DEBUG(Parent::red(node) || node == INVALID, |
|---|
| 302 | typename Parent::NodeSetError()); |
|---|
| 303 | } |
|---|
| 304 | Red& operator=(const Node& node) { |
|---|
| 305 | LEMON_DEBUG(Parent::red(node) || node == INVALID, |
|---|
| 306 | typename Parent::NodeSetError()); |
|---|
| 307 | Node::operator=(node); |
|---|
| 308 | return *this; |
|---|
| 309 | } |
|---|
| 310 | Red(Invalid) : Node(INVALID) {} |
|---|
| 311 | Red& operator=(Invalid) { |
|---|
| 312 | Node::operator=(INVALID); |
|---|
| 313 | return *this; |
|---|
| 314 | } |
|---|
| 315 | }; |
|---|
| 316 | |
|---|
| 317 | void first(Red& node) const { |
|---|
| 318 | Parent::firstRed(static_cast<Node&>(node)); |
|---|
| 319 | } |
|---|
| 320 | void next(Red& node) const { |
|---|
| 321 | Parent::nextRed(static_cast<Node&>(node)); |
|---|
| 322 | } |
|---|
| 323 | |
|---|
| 324 | int id(const Red& node) const { |
|---|
| 325 | return Parent::redId(node); |
|---|
| 326 | } |
|---|
| 327 | |
|---|
| 328 | class Blue : public Node { |
|---|
| 329 | friend class BidirBpGraphExtender; |
|---|
| 330 | public: |
|---|
| 331 | Blue() {} |
|---|
| 332 | Blue(const Node& node) : Node(node) { |
|---|
| 333 | LEMON_DEBUG(Parent::blue(node) || node == INVALID, |
|---|
| 334 | typename Parent::NodeSetError()); |
|---|
| 335 | } |
|---|
| 336 | Blue& operator=(const Node& node) { |
|---|
| 337 | LEMON_DEBUG(Parent::blue(node) || node == INVALID, |
|---|
| 338 | typename Parent::NodeSetError()); |
|---|
| 339 | Node::operator=(node); |
|---|
| 340 | return *this; |
|---|
| 341 | } |
|---|
| 342 | Blue(Invalid) : Node(INVALID) {} |
|---|
| 343 | Blue& operator=(Invalid) { |
|---|
| 344 | Node::operator=(INVALID); |
|---|
| 345 | return *this; |
|---|
| 346 | } |
|---|
| 347 | }; |
|---|
| 348 | |
|---|
| 349 | void first(Blue& node) const { |
|---|
| 350 | Parent::firstBlue(static_cast<Node&>(node)); |
|---|
| 351 | } |
|---|
| 352 | void next(Blue& node) const { |
|---|
| 353 | Parent::nextBlue(static_cast<Node&>(node)); |
|---|
| 354 | } |
|---|
| 355 | |
|---|
| 356 | int id(const Blue& node) const { |
|---|
| 357 | return Parent::redId(node); |
|---|
| 358 | } |
|---|
| 359 | |
|---|
| 360 | Node source(const Edge& arc) const { |
|---|
| 361 | return red(arc); |
|---|
| 362 | } |
|---|
| 363 | Node target(const Edge& arc) const { |
|---|
| 364 | return blue(arc); |
|---|
| 365 | } |
|---|
| 366 | |
|---|
| 367 | void firstInc(Edge& arc, bool& dir, const Node& node) const { |
|---|
| 368 | if (Parent::red(node)) { |
|---|
| 369 | Parent::firstFromRed(arc, node); |
|---|
| 370 | dir = true; |
|---|
| 371 | } else { |
|---|
| 372 | Parent::firstFromBlue(arc, node); |
|---|
| 373 | dir = static_cast<Edge&>(arc) == INVALID; |
|---|
| 374 | } |
|---|
| 375 | } |
|---|
| 376 | void nextInc(Edge& arc, bool& dir) const { |
|---|
| 377 | if (dir) { |
|---|
| 378 | Parent::nextFromRed(arc); |
|---|
| 379 | } else { |
|---|
| 380 | Parent::nextFromBlue(arc); |
|---|
| 381 | if (arc == INVALID) dir = true; |
|---|
| 382 | } |
|---|
| 383 | } |
|---|
| 384 | |
|---|
| 385 | class Arc : public Edge { |
|---|
| 386 | friend class BidirBpGraphExtender; |
|---|
| 387 | protected: |
|---|
| 388 | bool forward; |
|---|
| 389 | |
|---|
| 390 | Arc(const Edge& arc, bool _forward) |
|---|
| 391 | : Edge(arc), forward(_forward) {} |
|---|
| 392 | |
|---|
| 393 | public: |
|---|
| 394 | Arc() {} |
|---|
| 395 | Arc (Invalid) : Edge(INVALID), forward(true) {} |
|---|
| 396 | bool operator==(const Arc& i) const { |
|---|
| 397 | return Edge::operator==(i) && forward == i.forward; |
|---|
| 398 | } |
|---|
| 399 | bool operator!=(const Arc& i) const { |
|---|
| 400 | return Edge::operator!=(i) || forward != i.forward; |
|---|
| 401 | } |
|---|
| 402 | bool operator<(const Arc& i) const { |
|---|
| 403 | return Edge::operator<(i) || |
|---|
| 404 | (!(i.forward<forward) && Edge(*this)<Edge(i)); |
|---|
| 405 | } |
|---|
| 406 | }; |
|---|
| 407 | |
|---|
| 408 | void first(Arc& arc) const { |
|---|
| 409 | Parent::first(static_cast<Edge&>(arc)); |
|---|
| 410 | arc.forward = true; |
|---|
| 411 | } |
|---|
| 412 | |
|---|
| 413 | void next(Arc& arc) const { |
|---|
| 414 | if (!arc.forward) { |
|---|
| 415 | Parent::next(static_cast<Edge&>(arc)); |
|---|
| 416 | } |
|---|
| 417 | arc.forward = !arc.forward; |
|---|
| 418 | } |
|---|
| 419 | |
|---|
| 420 | void firstOut(Arc& arc, const Node& node) const { |
|---|
| 421 | if (Parent::red(node)) { |
|---|
| 422 | Parent::firstFromRed(arc, node); |
|---|
| 423 | arc.forward = true; |
|---|
| 424 | } else { |
|---|
| 425 | Parent::firstFromBlue(arc, node); |
|---|
| 426 | arc.forward = static_cast<Edge&>(arc) == INVALID; |
|---|
| 427 | } |
|---|
| 428 | } |
|---|
| 429 | void nextOut(Arc& arc) const { |
|---|
| 430 | if (arc.forward) { |
|---|
| 431 | Parent::nextFromRed(arc); |
|---|
| 432 | } else { |
|---|
| 433 | Parent::nextFromBlue(arc); |
|---|
| 434 | arc.forward = static_cast<Edge&>(arc) == INVALID; |
|---|
| 435 | } |
|---|
| 436 | } |
|---|
| 437 | |
|---|
| 438 | void firstIn(Arc& arc, const Node& node) const { |
|---|
| 439 | if (Parent::blue(node)) { |
|---|
| 440 | Parent::firstFromBlue(arc, node); |
|---|
| 441 | arc.forward = true; |
|---|
| 442 | } else { |
|---|
| 443 | Parent::firstFromRed(arc, node); |
|---|
| 444 | arc.forward = static_cast<Edge&>(arc) == INVALID; |
|---|
| 445 | } |
|---|
| 446 | } |
|---|
| 447 | void nextIn(Arc& arc) const { |
|---|
| 448 | if (arc.forward) { |
|---|
| 449 | Parent::nextFromBlue(arc); |
|---|
| 450 | } else { |
|---|
| 451 | Parent::nextFromRed(arc); |
|---|
| 452 | arc.forward = static_cast<Edge&>(arc) == INVALID; |
|---|
| 453 | } |
|---|
| 454 | } |
|---|
| 455 | |
|---|
| 456 | Node source(const Arc& arc) const { |
|---|
| 457 | return arc.forward ? Parent::red(arc) : Parent::blue(arc); |
|---|
| 458 | } |
|---|
| 459 | Node target(const Arc& arc) const { |
|---|
| 460 | return arc.forward ? Parent::blue(arc) : Parent::red(arc); |
|---|
| 461 | } |
|---|
| 462 | |
|---|
| 463 | int id(const Arc& arc) const { |
|---|
| 464 | return (Parent::id(static_cast<const Edge&>(arc)) << 1) + |
|---|
| 465 | (arc.forward ? 0 : 1); |
|---|
| 466 | } |
|---|
| 467 | Arc arcFromId(int ix) const { |
|---|
| 468 | return Arc(Parent::fromEdgeId(ix >> 1), (ix & 1) == 0); |
|---|
| 469 | } |
|---|
| 470 | int maxArcId() const { |
|---|
| 471 | return (Parent::maxEdgeId() << 1) + 1; |
|---|
| 472 | } |
|---|
| 473 | |
|---|
| 474 | bool direction(const Arc& arc) const { |
|---|
| 475 | return arc.forward; |
|---|
| 476 | } |
|---|
| 477 | |
|---|
| 478 | Arc direct(const Edge& arc, bool dir) const { |
|---|
| 479 | return Arc(arc, dir); |
|---|
| 480 | } |
|---|
| 481 | |
|---|
| 482 | int arcNum() const { |
|---|
| 483 | return 2 * Parent::edgeNum(); |
|---|
| 484 | } |
|---|
| 485 | |
|---|
| 486 | int edgeNum() const { |
|---|
| 487 | return Parent::edgeNum(); |
|---|
| 488 | } |
|---|
| 489 | |
|---|
| 490 | |
|---|
| 491 | }; |
|---|
| 492 | } |
|---|
| 493 | |
|---|
| 494 | #endif |
|---|