| 1 | /* -*- mode: C++; indent-tabs-mode: nil; -*- | 
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| 2 |  * | 
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| 3 |  * This file is a part of LEMON, a generic C++ optimization library. | 
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| 4 |  * | 
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| 5 |  * Copyright (C) 2003-2009 | 
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| 6 |  * Egervary Jeno Kombinatorikus Optimalizalasi Kutatocsoport | 
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| 7 |  * (Egervary Research Group on Combinatorial Optimization, EGRES). | 
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| 8 |  * | 
|---|
| 9 |  * Permission to use, modify and distribute this software is granted | 
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| 10 |  * provided that this copyright notice appears in all copies. For | 
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| 11 |  * precise terms see the accompanying LICENSE file. | 
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| 12 |  * | 
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| 13 |  * This software is provided "AS IS" with no warranty of any kind, | 
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| 14 |  * express or implied, and with no claim as to its suitability for any | 
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| 15 |  * purpose. | 
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| 16 |  * | 
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| 17 |  */ | 
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| 18 |  | 
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| 19 | #ifndef GRID_GRAPH_H | 
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| 20 | #define GRID_GRAPH_H | 
|---|
| 21 |  | 
|---|
| 22 | #include <lemon/core.h> | 
|---|
| 23 | #include <lemon/bits/graph_extender.h> | 
|---|
| 24 | #include <lemon/dim2.h> | 
|---|
| 25 | #include <lemon/assert.h> | 
|---|
| 26 |  | 
|---|
| 27 | ///\ingroup graphs | 
|---|
| 28 | ///\file | 
|---|
| 29 | ///\brief GridGraph class. | 
|---|
| 30 |  | 
|---|
| 31 | namespace lemon { | 
|---|
| 32 |  | 
|---|
| 33 |   class GridGraphBase { | 
|---|
| 34 |  | 
|---|
| 35 |   public: | 
|---|
| 36 |  | 
|---|
| 37 |     typedef GridGraphBase Graph; | 
|---|
| 38 |  | 
|---|
| 39 |     class Node; | 
|---|
| 40 |     class Edge; | 
|---|
| 41 |     class Arc; | 
|---|
| 42 |  | 
|---|
| 43 |   public: | 
|---|
| 44 |  | 
|---|
| 45 |     GridGraphBase() {} | 
|---|
| 46 |  | 
|---|
| 47 |   protected: | 
|---|
| 48 |  | 
|---|
| 49 |     void construct(int width, int height) { | 
|---|
| 50 |        _width = width; _height = height; | 
|---|
| 51 |       _node_num = width * height; | 
|---|
| 52 |       _edge_num = 2 * _node_num - width - height; | 
|---|
| 53 |       _edge_limit = _node_num - _width; | 
|---|
| 54 |     } | 
|---|
| 55 |  | 
|---|
| 56 |   public: | 
|---|
| 57 |  | 
|---|
| 58 |     Node operator()(int i, int j) const { | 
|---|
| 59 |       LEMON_DEBUG(0 <= i && i < _width && | 
|---|
| 60 |                   0 <= j  && j < _height, "Index out of range"); | 
|---|
| 61 |       return Node(i + j * _width); | 
|---|
| 62 |     } | 
|---|
| 63 |  | 
|---|
| 64 |     int col(Node n) const { | 
|---|
| 65 |       return n._id % _width; | 
|---|
| 66 |     } | 
|---|
| 67 |  | 
|---|
| 68 |     int row(Node n) const { | 
|---|
| 69 |       return n._id / _width; | 
|---|
| 70 |     } | 
|---|
| 71 |  | 
|---|
| 72 |     dim2::Point<int> pos(Node n) const { | 
|---|
| 73 |       return dim2::Point<int>(col(n), row(n)); | 
|---|
| 74 |     } | 
|---|
| 75 |  | 
|---|
| 76 |     int width() const { | 
|---|
| 77 |       return _width; | 
|---|
| 78 |     } | 
|---|
| 79 |  | 
|---|
| 80 |     int height() const { | 
|---|
| 81 |       return _height; | 
|---|
| 82 |     } | 
|---|
| 83 |  | 
|---|
| 84 |     typedef True NodeNumTag; | 
|---|
| 85 |     typedef True EdgeNumTag; | 
|---|
| 86 |     typedef True ArcNumTag; | 
|---|
| 87 |  | 
|---|
| 88 |     int nodeNum() const { return _node_num; } | 
|---|
| 89 |     int edgeNum() const { return _edge_num; } | 
|---|
| 90 |     int arcNum() const { return 2 * _edge_num; } | 
|---|
| 91 |  | 
|---|
| 92 |     Node u(Edge edge) const { | 
|---|
| 93 |       if (edge._id < _edge_limit) { | 
|---|
| 94 |         return edge._id; | 
|---|
| 95 |       } else { | 
|---|
| 96 |         return (edge._id - _edge_limit) % (_width - 1) + | 
|---|
| 97 |           (edge._id - _edge_limit) / (_width - 1) * _width; | 
|---|
| 98 |       } | 
|---|
| 99 |     } | 
|---|
| 100 |  | 
|---|
| 101 |     Node v(Edge edge) const { | 
|---|
| 102 |       if (edge._id < _edge_limit) { | 
|---|
| 103 |         return edge._id + _width; | 
|---|
| 104 |       } else { | 
|---|
| 105 |         return (edge._id - _edge_limit) % (_width - 1) + | 
|---|
| 106 |           (edge._id - _edge_limit) / (_width - 1) * _width + 1; | 
|---|
| 107 |       } | 
|---|
| 108 |     } | 
|---|
| 109 |  | 
|---|
| 110 |     Node source(Arc arc) const { | 
|---|
| 111 |       return (arc._id & 1) == 1 ? u(arc) : v(arc); | 
|---|
| 112 |     } | 
|---|
| 113 |  | 
|---|
| 114 |     Node target(Arc arc) const { | 
|---|
| 115 |       return (arc._id & 1) == 1 ? v(arc) : u(arc); | 
|---|
| 116 |     } | 
|---|
| 117 |  | 
|---|
| 118 |     static int id(Node node) { return node._id; } | 
|---|
| 119 |     static int id(Edge edge) { return edge._id; } | 
|---|
| 120 |     static int id(Arc arc) { return arc._id; } | 
|---|
| 121 |  | 
|---|
| 122 |     int maxNodeId() const { return _node_num - 1; } | 
|---|
| 123 |     int maxEdgeId() const { return _edge_num - 1; } | 
|---|
| 124 |     int maxArcId() const { return 2 * _edge_num - 1; } | 
|---|
| 125 |  | 
|---|
| 126 |     static Node nodeFromId(int id) { return Node(id);} | 
|---|
| 127 |     static Edge edgeFromId(int id) { return Edge(id);} | 
|---|
| 128 |     static Arc arcFromId(int id) { return Arc(id);} | 
|---|
| 129 |  | 
|---|
| 130 |     typedef True FindEdgeTag; | 
|---|
| 131 |     typedef True FindArcTag; | 
|---|
| 132 |  | 
|---|
| 133 |     Edge findEdge(Node u, Node v, Edge prev = INVALID) const { | 
|---|
| 134 |       if (prev != INVALID) return INVALID; | 
|---|
| 135 |       if (v._id > u._id) { | 
|---|
| 136 |         if (v._id - u._id == _width) | 
|---|
| 137 |           return Edge(u._id); | 
|---|
| 138 |         if (v._id - u._id == 1 && u._id % _width < _width - 1) { | 
|---|
| 139 |           return Edge(u._id / _width * (_width - 1) + | 
|---|
| 140 |                       u._id % _width + _edge_limit); | 
|---|
| 141 |         } | 
|---|
| 142 |       } else { | 
|---|
| 143 |         if (u._id - v._id == _width) | 
|---|
| 144 |           return Edge(v._id); | 
|---|
| 145 |         if (u._id - v._id == 1 && v._id % _width < _width - 1) { | 
|---|
| 146 |           return Edge(v._id / _width * (_width - 1) + | 
|---|
| 147 |                       v._id % _width + _edge_limit); | 
|---|
| 148 |         } | 
|---|
| 149 |       } | 
|---|
| 150 |       return INVALID; | 
|---|
| 151 |     } | 
|---|
| 152 |  | 
|---|
| 153 |     Arc findArc(Node u, Node v, Arc prev = INVALID) const { | 
|---|
| 154 |       if (prev != INVALID) return INVALID; | 
|---|
| 155 |       if (v._id > u._id) { | 
|---|
| 156 |         if (v._id - u._id == _width) | 
|---|
| 157 |           return Arc((u._id << 1) | 1); | 
|---|
| 158 |         if (v._id - u._id == 1 && u._id % _width < _width - 1) { | 
|---|
| 159 |           return Arc(((u._id / _width * (_width - 1) + | 
|---|
| 160 |                        u._id % _width + _edge_limit) << 1) | 1); | 
|---|
| 161 |         } | 
|---|
| 162 |       } else { | 
|---|
| 163 |         if (u._id - v._id == _width) | 
|---|
| 164 |           return Arc(v._id << 1); | 
|---|
| 165 |         if (u._id - v._id == 1 && v._id % _width < _width - 1) { | 
|---|
| 166 |           return Arc((v._id / _width * (_width - 1) + | 
|---|
| 167 |                        v._id % _width + _edge_limit) << 1); | 
|---|
| 168 |         } | 
|---|
| 169 |       } | 
|---|
| 170 |       return INVALID; | 
|---|
| 171 |     } | 
|---|
| 172 |  | 
|---|
| 173 |     class Node { | 
|---|
| 174 |       friend class GridGraphBase; | 
|---|
| 175 |  | 
|---|
| 176 |     protected: | 
|---|
| 177 |       int _id; | 
|---|
| 178 |       Node(int id) : _id(id) {} | 
|---|
| 179 |     public: | 
|---|
| 180 |       Node() {} | 
|---|
| 181 |       Node (Invalid) : _id(-1) {} | 
|---|
| 182 |       bool operator==(const Node node) const {return _id == node._id;} | 
|---|
| 183 |       bool operator!=(const Node node) const {return _id != node._id;} | 
|---|
| 184 |       bool operator<(const Node node) const {return _id < node._id;} | 
|---|
| 185 |     }; | 
|---|
| 186 |  | 
|---|
| 187 |     class Edge { | 
|---|
| 188 |       friend class GridGraphBase; | 
|---|
| 189 |       friend class Arc; | 
|---|
| 190 |  | 
|---|
| 191 |     protected: | 
|---|
| 192 |       int _id; | 
|---|
| 193 |  | 
|---|
| 194 |       Edge(int id) : _id(id) {} | 
|---|
| 195 |  | 
|---|
| 196 |     public: | 
|---|
| 197 |       Edge() {} | 
|---|
| 198 |       Edge (Invalid) : _id(-1) {} | 
|---|
| 199 |       bool operator==(const Edge edge) const {return _id == edge._id;} | 
|---|
| 200 |       bool operator!=(const Edge edge) const {return _id != edge._id;} | 
|---|
| 201 |       bool operator<(const Edge edge) const {return _id < edge._id;} | 
|---|
| 202 |     }; | 
|---|
| 203 |  | 
|---|
| 204 |     class Arc { | 
|---|
| 205 |       friend class GridGraphBase; | 
|---|
| 206 |  | 
|---|
| 207 |     protected: | 
|---|
| 208 |       int _id; | 
|---|
| 209 |  | 
|---|
| 210 |       Arc(int id) : _id(id) {} | 
|---|
| 211 |  | 
|---|
| 212 |     public: | 
|---|
| 213 |       Arc() {} | 
|---|
| 214 |       Arc (Invalid) : _id(-1) {} | 
|---|
| 215 |       operator Edge() const { return _id != -1 ? Edge(_id >> 1) : INVALID; } | 
|---|
| 216 |       bool operator==(const Arc arc) const {return _id == arc._id;} | 
|---|
| 217 |       bool operator!=(const Arc arc) const {return _id != arc._id;} | 
|---|
| 218 |       bool operator<(const Arc arc) const {return _id < arc._id;} | 
|---|
| 219 |     }; | 
|---|
| 220 |  | 
|---|
| 221 |     static bool direction(Arc arc) { | 
|---|
| 222 |       return (arc._id & 1) == 1; | 
|---|
| 223 |     } | 
|---|
| 224 |  | 
|---|
| 225 |     static Arc direct(Edge edge, bool dir) { | 
|---|
| 226 |       return Arc((edge._id << 1) | (dir ? 1 : 0)); | 
|---|
| 227 |     } | 
|---|
| 228 |  | 
|---|
| 229 |     void first(Node& node) const { | 
|---|
| 230 |       node._id = _node_num - 1; | 
|---|
| 231 |     } | 
|---|
| 232 |  | 
|---|
| 233 |     static void next(Node& node) { | 
|---|
| 234 |       --node._id; | 
|---|
| 235 |     } | 
|---|
| 236 |  | 
|---|
| 237 |     void first(Edge& edge) const { | 
|---|
| 238 |       edge._id = _edge_num - 1; | 
|---|
| 239 |     } | 
|---|
| 240 |  | 
|---|
| 241 |     static void next(Edge& edge) { | 
|---|
| 242 |       --edge._id; | 
|---|
| 243 |     } | 
|---|
| 244 |  | 
|---|
| 245 |     void first(Arc& arc) const { | 
|---|
| 246 |       arc._id = 2 * _edge_num - 1; | 
|---|
| 247 |     } | 
|---|
| 248 |  | 
|---|
| 249 |     static void next(Arc& arc) { | 
|---|
| 250 |       --arc._id; | 
|---|
| 251 |     } | 
|---|
| 252 |  | 
|---|
| 253 |     void firstOut(Arc& arc, const Node& node) const { | 
|---|
| 254 |       if (node._id % _width < _width - 1) { | 
|---|
| 255 |         arc._id = (_edge_limit + node._id % _width + | 
|---|
| 256 |                    (node._id / _width) * (_width - 1)) << 1 | 1; | 
|---|
| 257 |         return; | 
|---|
| 258 |       } | 
|---|
| 259 |       if (node._id < _node_num - _width) { | 
|---|
| 260 |         arc._id = node._id << 1 | 1; | 
|---|
| 261 |         return; | 
|---|
| 262 |       } | 
|---|
| 263 |       if (node._id % _width > 0) { | 
|---|
| 264 |         arc._id = (_edge_limit + node._id % _width + | 
|---|
| 265 |                    (node._id / _width) * (_width - 1) - 1) << 1; | 
|---|
| 266 |         return; | 
|---|
| 267 |       } | 
|---|
| 268 |       if (node._id >= _width) { | 
|---|
| 269 |         arc._id = (node._id - _width) << 1; | 
|---|
| 270 |         return; | 
|---|
| 271 |       } | 
|---|
| 272 |       arc._id = -1; | 
|---|
| 273 |     } | 
|---|
| 274 |  | 
|---|
| 275 |     void nextOut(Arc& arc) const { | 
|---|
| 276 |       int nid = arc._id >> 1; | 
|---|
| 277 |       if ((arc._id & 1) == 1) { | 
|---|
| 278 |         if (nid >= _edge_limit) { | 
|---|
| 279 |           nid = (nid - _edge_limit) % (_width - 1) + | 
|---|
| 280 |             (nid - _edge_limit) / (_width - 1) * _width; | 
|---|
| 281 |           if (nid < _node_num - _width) { | 
|---|
| 282 |             arc._id = nid << 1 | 1; | 
|---|
| 283 |             return; | 
|---|
| 284 |           } | 
|---|
| 285 |         } | 
|---|
| 286 |         if (nid % _width > 0) { | 
|---|
| 287 |           arc._id = (_edge_limit + nid % _width + | 
|---|
| 288 |                      (nid / _width) * (_width - 1) - 1) << 1; | 
|---|
| 289 |           return; | 
|---|
| 290 |         } | 
|---|
| 291 |         if (nid >= _width) { | 
|---|
| 292 |           arc._id = (nid - _width) << 1; | 
|---|
| 293 |           return; | 
|---|
| 294 |         } | 
|---|
| 295 |       } else { | 
|---|
| 296 |         if (nid >= _edge_limit) { | 
|---|
| 297 |           nid = (nid - _edge_limit) % (_width - 1) + | 
|---|
| 298 |             (nid - _edge_limit) / (_width - 1) * _width + 1; | 
|---|
| 299 |           if (nid >= _width) { | 
|---|
| 300 |             arc._id = (nid - _width) << 1; | 
|---|
| 301 |             return; | 
|---|
| 302 |           } | 
|---|
| 303 |         } | 
|---|
| 304 |       } | 
|---|
| 305 |       arc._id = -1; | 
|---|
| 306 |     } | 
|---|
| 307 |  | 
|---|
| 308 |     void firstIn(Arc& arc, const Node& node) const { | 
|---|
| 309 |       if (node._id % _width < _width - 1) { | 
|---|
| 310 |         arc._id = (_edge_limit + node._id % _width + | 
|---|
| 311 |                    (node._id / _width) * (_width - 1)) << 1; | 
|---|
| 312 |         return; | 
|---|
| 313 |       } | 
|---|
| 314 |       if (node._id < _node_num - _width) { | 
|---|
| 315 |         arc._id = node._id << 1; | 
|---|
| 316 |         return; | 
|---|
| 317 |       } | 
|---|
| 318 |       if (node._id % _width > 0) { | 
|---|
| 319 |         arc._id = (_edge_limit + node._id % _width + | 
|---|
| 320 |                    (node._id / _width) * (_width - 1) - 1) << 1 | 1; | 
|---|
| 321 |         return; | 
|---|
| 322 |       } | 
|---|
| 323 |       if (node._id >= _width) { | 
|---|
| 324 |         arc._id = (node._id - _width) << 1 | 1; | 
|---|
| 325 |         return; | 
|---|
| 326 |       } | 
|---|
| 327 |       arc._id = -1; | 
|---|
| 328 |     } | 
|---|
| 329 |  | 
|---|
| 330 |     void nextIn(Arc& arc) const { | 
|---|
| 331 |       int nid = arc._id >> 1; | 
|---|
| 332 |       if ((arc._id & 1) == 0) { | 
|---|
| 333 |         if (nid >= _edge_limit) { | 
|---|
| 334 |           nid = (nid - _edge_limit) % (_width - 1) + | 
|---|
| 335 |             (nid - _edge_limit) / (_width - 1) * _width; | 
|---|
| 336 |           if (nid < _node_num - _width) { | 
|---|
| 337 |             arc._id = nid << 1; | 
|---|
| 338 |             return; | 
|---|
| 339 |           } | 
|---|
| 340 |         } | 
|---|
| 341 |         if (nid % _width > 0) { | 
|---|
| 342 |           arc._id = (_edge_limit + nid % _width + | 
|---|
| 343 |                      (nid / _width) * (_width - 1) - 1) << 1 | 1; | 
|---|
| 344 |           return; | 
|---|
| 345 |         } | 
|---|
| 346 |         if (nid >= _width) { | 
|---|
| 347 |           arc._id = (nid - _width) << 1 | 1; | 
|---|
| 348 |           return; | 
|---|
| 349 |         } | 
|---|
| 350 |       } else { | 
|---|
| 351 |         if (nid >= _edge_limit) { | 
|---|
| 352 |           nid = (nid - _edge_limit) % (_width - 1) + | 
|---|
| 353 |             (nid - _edge_limit) / (_width - 1) * _width + 1; | 
|---|
| 354 |           if (nid >= _width) { | 
|---|
| 355 |             arc._id = (nid - _width) << 1 | 1; | 
|---|
| 356 |             return; | 
|---|
| 357 |           } | 
|---|
| 358 |         } | 
|---|
| 359 |       } | 
|---|
| 360 |       arc._id = -1; | 
|---|
| 361 |     } | 
|---|
| 362 |  | 
|---|
| 363 |     void firstInc(Edge& edge, bool& dir, const Node& node) const { | 
|---|
| 364 |       if (node._id % _width < _width - 1) { | 
|---|
| 365 |         edge._id = _edge_limit + node._id % _width + | 
|---|
| 366 |           (node._id / _width) * (_width - 1); | 
|---|
| 367 |         dir = true; | 
|---|
| 368 |         return; | 
|---|
| 369 |       } | 
|---|
| 370 |       if (node._id < _node_num - _width) { | 
|---|
| 371 |         edge._id = node._id; | 
|---|
| 372 |         dir = true; | 
|---|
| 373 |         return; | 
|---|
| 374 |       } | 
|---|
| 375 |       if (node._id % _width > 0) { | 
|---|
| 376 |         edge._id = _edge_limit + node._id % _width + | 
|---|
| 377 |           (node._id / _width) * (_width - 1) - 1; | 
|---|
| 378 |         dir = false; | 
|---|
| 379 |         return; | 
|---|
| 380 |       } | 
|---|
| 381 |       if (node._id >= _width) { | 
|---|
| 382 |         edge._id = node._id - _width; | 
|---|
| 383 |         dir = false; | 
|---|
| 384 |         return; | 
|---|
| 385 |       } | 
|---|
| 386 |       edge._id = -1; | 
|---|
| 387 |       dir = true; | 
|---|
| 388 |     } | 
|---|
| 389 |  | 
|---|
| 390 |     void nextInc(Edge& edge, bool& dir) const { | 
|---|
| 391 |       int nid = edge._id; | 
|---|
| 392 |       if (dir) { | 
|---|
| 393 |         if (nid >= _edge_limit) { | 
|---|
| 394 |           nid = (nid - _edge_limit) % (_width - 1) + | 
|---|
| 395 |             (nid - _edge_limit) / (_width - 1) * _width; | 
|---|
| 396 |           if (nid < _node_num - _width) { | 
|---|
| 397 |             edge._id = nid; | 
|---|
| 398 |             return; | 
|---|
| 399 |           } | 
|---|
| 400 |         } | 
|---|
| 401 |         if (nid % _width > 0) { | 
|---|
| 402 |           edge._id = _edge_limit + nid % _width + | 
|---|
| 403 |             (nid / _width) * (_width - 1) - 1; | 
|---|
| 404 |           dir = false; | 
|---|
| 405 |           return; | 
|---|
| 406 |         } | 
|---|
| 407 |         if (nid >= _width) { | 
|---|
| 408 |           edge._id = nid - _width; | 
|---|
| 409 |           dir = false; | 
|---|
| 410 |           return; | 
|---|
| 411 |         } | 
|---|
| 412 |       } else { | 
|---|
| 413 |         if (nid >= _edge_limit) { | 
|---|
| 414 |           nid = (nid - _edge_limit) % (_width - 1) + | 
|---|
| 415 |             (nid - _edge_limit) / (_width - 1) * _width + 1; | 
|---|
| 416 |           if (nid >= _width) { | 
|---|
| 417 |             edge._id = nid - _width; | 
|---|
| 418 |             return; | 
|---|
| 419 |           } | 
|---|
| 420 |         } | 
|---|
| 421 |       } | 
|---|
| 422 |       edge._id = -1; | 
|---|
| 423 |       dir = true; | 
|---|
| 424 |     } | 
|---|
| 425 |  | 
|---|
| 426 |     Arc right(Node n) const { | 
|---|
| 427 |       if (n._id % _width < _width - 1) { | 
|---|
| 428 |         return Arc(((_edge_limit + n._id % _width + | 
|---|
| 429 |                     (n._id / _width) * (_width - 1)) << 1) | 1); | 
|---|
| 430 |       } else { | 
|---|
| 431 |         return INVALID; | 
|---|
| 432 |       } | 
|---|
| 433 |     } | 
|---|
| 434 |  | 
|---|
| 435 |     Arc left(Node n) const { | 
|---|
| 436 |       if (n._id % _width > 0) { | 
|---|
| 437 |         return Arc((_edge_limit + n._id % _width + | 
|---|
| 438 |                      (n._id / _width) * (_width - 1) - 1) << 1); | 
|---|
| 439 |       } else { | 
|---|
| 440 |         return INVALID; | 
|---|
| 441 |       } | 
|---|
| 442 |     } | 
|---|
| 443 |  | 
|---|
| 444 |     Arc up(Node n) const { | 
|---|
| 445 |       if (n._id < _edge_limit) { | 
|---|
| 446 |         return Arc((n._id << 1) | 1); | 
|---|
| 447 |       } else { | 
|---|
| 448 |         return INVALID; | 
|---|
| 449 |       } | 
|---|
| 450 |     } | 
|---|
| 451 |  | 
|---|
| 452 |     Arc down(Node n) const { | 
|---|
| 453 |       if (n._id >= _width) { | 
|---|
| 454 |         return Arc((n._id - _width) << 1); | 
|---|
| 455 |       } else { | 
|---|
| 456 |         return INVALID; | 
|---|
| 457 |       } | 
|---|
| 458 |     } | 
|---|
| 459 |  | 
|---|
| 460 |   private: | 
|---|
| 461 |     int _width, _height; | 
|---|
| 462 |     int _node_num, _edge_num; | 
|---|
| 463 |     int _edge_limit; | 
|---|
| 464 |   }; | 
|---|
| 465 |  | 
|---|
| 466 |  | 
|---|
| 467 |   typedef GraphExtender<GridGraphBase> ExtendedGridGraphBase; | 
|---|
| 468 |  | 
|---|
| 469 |   /// \ingroup graphs | 
|---|
| 470 |   /// | 
|---|
| 471 |   /// \brief Grid graph class | 
|---|
| 472 |   /// | 
|---|
| 473 |   /// This class implements a special graph type. The nodes of the | 
|---|
| 474 |   /// graph can be indexed by two integer \c (i,j) value where \c i is | 
|---|
| 475 |   /// in the \c [0..width()-1] range and j is in the \c | 
|---|
| 476 |   /// [0..height()-1] range.  Two nodes are connected in the graph if | 
|---|
| 477 |   /// the indexes differ exactly on one position and exactly one is | 
|---|
| 478 |   /// the difference. The nodes of the graph can be indexed by position | 
|---|
| 479 |   /// with the \c operator()() function. The positions of the nodes can be | 
|---|
| 480 |   /// get with \c pos(), \c col() and \c row() members. The outgoing | 
|---|
| 481 |   /// arcs can be retrieved with the \c right(), \c up(), \c left() | 
|---|
| 482 |   /// and \c down() functions, where the bottom-left corner is the | 
|---|
| 483 |   /// origin. | 
|---|
| 484 |   /// | 
|---|
| 485 |   /// \image html grid_graph.png | 
|---|
| 486 |   /// \image latex grid_graph.eps "Grid graph" width=\textwidth | 
|---|
| 487 |   /// | 
|---|
| 488 |   /// A short example about the basic usage: | 
|---|
| 489 |   ///\code | 
|---|
| 490 |   /// GridGraph graph(rows, cols); | 
|---|
| 491 |   /// GridGraph::NodeMap<int> val(graph); | 
|---|
| 492 |   /// for (int i = 0; i < graph.width(); ++i) { | 
|---|
| 493 |   ///   for (int j = 0; j < graph.height(); ++j) { | 
|---|
| 494 |   ///     val[graph(i, j)] = i + j; | 
|---|
| 495 |   ///   } | 
|---|
| 496 |   /// } | 
|---|
| 497 |   ///\endcode | 
|---|
| 498 |   /// | 
|---|
| 499 |   /// This graph type fully conforms to the \ref concepts::Graph | 
|---|
| 500 |   /// "Graph concept". | 
|---|
| 501 |   class GridGraph : public ExtendedGridGraphBase { | 
|---|
| 502 |     typedef ExtendedGridGraphBase Parent; | 
|---|
| 503 |  | 
|---|
| 504 |   public: | 
|---|
| 505 |  | 
|---|
| 506 |     /// \brief Map to get the indices of the nodes as dim2::Point<int>. | 
|---|
| 507 |     /// | 
|---|
| 508 |     /// Map to get the indices of the nodes as dim2::Point<int>. | 
|---|
| 509 |     class IndexMap { | 
|---|
| 510 |     public: | 
|---|
| 511 |       /// \brief The key type of the map | 
|---|
| 512 |       typedef GridGraph::Node Key; | 
|---|
| 513 |       /// \brief The value type of the map | 
|---|
| 514 |       typedef dim2::Point<int> Value; | 
|---|
| 515 |  | 
|---|
| 516 |       /// \brief Constructor | 
|---|
| 517 |       /// | 
|---|
| 518 |       /// Constructor | 
|---|
| 519 |       IndexMap(const GridGraph& graph) : _graph(graph) {} | 
|---|
| 520 |  | 
|---|
| 521 |       /// \brief The subscript operator | 
|---|
| 522 |       /// | 
|---|
| 523 |       /// The subscript operator. | 
|---|
| 524 |       Value operator[](Key key) const { | 
|---|
| 525 |         return _graph.pos(key); | 
|---|
| 526 |       } | 
|---|
| 527 |  | 
|---|
| 528 |     private: | 
|---|
| 529 |       const GridGraph& _graph; | 
|---|
| 530 |     }; | 
|---|
| 531 |  | 
|---|
| 532 |     /// \brief Map to get the column of the nodes. | 
|---|
| 533 |     /// | 
|---|
| 534 |     /// Map to get the column of the nodes. | 
|---|
| 535 |     class ColMap { | 
|---|
| 536 |     public: | 
|---|
| 537 |       /// \brief The key type of the map | 
|---|
| 538 |       typedef GridGraph::Node Key; | 
|---|
| 539 |       /// \brief The value type of the map | 
|---|
| 540 |       typedef int Value; | 
|---|
| 541 |  | 
|---|
| 542 |       /// \brief Constructor | 
|---|
| 543 |       /// | 
|---|
| 544 |       /// Constructor | 
|---|
| 545 |       ColMap(const GridGraph& graph) : _graph(graph) {} | 
|---|
| 546 |  | 
|---|
| 547 |       /// \brief The subscript operator | 
|---|
| 548 |       /// | 
|---|
| 549 |       /// The subscript operator. | 
|---|
| 550 |       Value operator[](Key key) const { | 
|---|
| 551 |         return _graph.col(key); | 
|---|
| 552 |       } | 
|---|
| 553 |  | 
|---|
| 554 |     private: | 
|---|
| 555 |       const GridGraph& _graph; | 
|---|
| 556 |     }; | 
|---|
| 557 |  | 
|---|
| 558 |     /// \brief Map to get the row of the nodes. | 
|---|
| 559 |     /// | 
|---|
| 560 |     /// Map to get the row of the nodes. | 
|---|
| 561 |     class RowMap { | 
|---|
| 562 |     public: | 
|---|
| 563 |       /// \brief The key type of the map | 
|---|
| 564 |       typedef GridGraph::Node Key; | 
|---|
| 565 |       /// \brief The value type of the map | 
|---|
| 566 |       typedef int Value; | 
|---|
| 567 |  | 
|---|
| 568 |       /// \brief Constructor | 
|---|
| 569 |       /// | 
|---|
| 570 |       /// Constructor | 
|---|
| 571 |       RowMap(const GridGraph& graph) : _graph(graph) {} | 
|---|
| 572 |  | 
|---|
| 573 |       /// \brief The subscript operator | 
|---|
| 574 |       /// | 
|---|
| 575 |       /// The subscript operator. | 
|---|
| 576 |       Value operator[](Key key) const { | 
|---|
| 577 |         return _graph.row(key); | 
|---|
| 578 |       } | 
|---|
| 579 |  | 
|---|
| 580 |     private: | 
|---|
| 581 |       const GridGraph& _graph; | 
|---|
| 582 |     }; | 
|---|
| 583 |  | 
|---|
| 584 |     /// \brief Constructor | 
|---|
| 585 |     /// | 
|---|
| 586 |     /// Construct a grid graph with given size. | 
|---|
| 587 |     GridGraph(int width, int height) { construct(width, height); } | 
|---|
| 588 |  | 
|---|
| 589 |     /// \brief Resize the graph | 
|---|
| 590 |     /// | 
|---|
| 591 |     /// Resize the graph. The function will fully destroy and rebuild | 
|---|
| 592 |     /// the graph.  This cause that the maps of the graph will | 
|---|
| 593 |     /// reallocated automatically and the previous values will be | 
|---|
| 594 |     /// lost. | 
|---|
| 595 |     void resize(int width, int height) { | 
|---|
| 596 |       Parent::notifier(Arc()).clear(); | 
|---|
| 597 |       Parent::notifier(Edge()).clear(); | 
|---|
| 598 |       Parent::notifier(Node()).clear(); | 
|---|
| 599 |       construct(width, height); | 
|---|
| 600 |       Parent::notifier(Node()).build(); | 
|---|
| 601 |       Parent::notifier(Edge()).build(); | 
|---|
| 602 |       Parent::notifier(Arc()).build(); | 
|---|
| 603 |     } | 
|---|
| 604 |  | 
|---|
| 605 |     /// \brief The node on the given position. | 
|---|
| 606 |     /// | 
|---|
| 607 |     /// Gives back the node on the given position. | 
|---|
| 608 |     Node operator()(int i, int j) const { | 
|---|
| 609 |       return Parent::operator()(i, j); | 
|---|
| 610 |     } | 
|---|
| 611 |  | 
|---|
| 612 |     /// \brief Gives back the column index of the node. | 
|---|
| 613 |     /// | 
|---|
| 614 |     /// Gives back the column index of the node. | 
|---|
| 615 |     int col(Node n) const { | 
|---|
| 616 |       return Parent::col(n); | 
|---|
| 617 |     } | 
|---|
| 618 |  | 
|---|
| 619 |     /// \brief Gives back the row index of the node. | 
|---|
| 620 |     /// | 
|---|
| 621 |     /// Gives back the row index of the node. | 
|---|
| 622 |     int row(Node n) const { | 
|---|
| 623 |       return Parent::row(n); | 
|---|
| 624 |     } | 
|---|
| 625 |  | 
|---|
| 626 |     /// \brief Gives back the position of the node. | 
|---|
| 627 |     /// | 
|---|
| 628 |     /// Gives back the position of the node, ie. the <tt>(col,row)</tt> pair. | 
|---|
| 629 |     dim2::Point<int> pos(Node n) const { | 
|---|
| 630 |       return Parent::pos(n); | 
|---|
| 631 |     } | 
|---|
| 632 |  | 
|---|
| 633 |     /// \brief Gives back the number of the columns. | 
|---|
| 634 |     /// | 
|---|
| 635 |     /// Gives back the number of the columns. | 
|---|
| 636 |     int width() const { | 
|---|
| 637 |       return Parent::width(); | 
|---|
| 638 |     } | 
|---|
| 639 |  | 
|---|
| 640 |     /// \brief Gives back the number of the rows. | 
|---|
| 641 |     /// | 
|---|
| 642 |     /// Gives back the number of the rows. | 
|---|
| 643 |     int height() const { | 
|---|
| 644 |       return Parent::height(); | 
|---|
| 645 |     } | 
|---|
| 646 |  | 
|---|
| 647 |     /// \brief Gives back the arc goes right from the node. | 
|---|
| 648 |     /// | 
|---|
| 649 |     /// Gives back the arc goes right from the node. If there is not | 
|---|
| 650 |     /// outgoing arc then it gives back INVALID. | 
|---|
| 651 |     Arc right(Node n) const { | 
|---|
| 652 |       return Parent::right(n); | 
|---|
| 653 |     } | 
|---|
| 654 |  | 
|---|
| 655 |     /// \brief Gives back the arc goes left from the node. | 
|---|
| 656 |     /// | 
|---|
| 657 |     /// Gives back the arc goes left from the node. If there is not | 
|---|
| 658 |     /// outgoing arc then it gives back INVALID. | 
|---|
| 659 |     Arc left(Node n) const { | 
|---|
| 660 |       return Parent::left(n); | 
|---|
| 661 |     } | 
|---|
| 662 |  | 
|---|
| 663 |     /// \brief Gives back the arc goes up from the node. | 
|---|
| 664 |     /// | 
|---|
| 665 |     /// Gives back the arc goes up from the node. If there is not | 
|---|
| 666 |     /// outgoing arc then it gives back INVALID. | 
|---|
| 667 |     Arc up(Node n) const { | 
|---|
| 668 |       return Parent::up(n); | 
|---|
| 669 |     } | 
|---|
| 670 |  | 
|---|
| 671 |     /// \brief Gives back the arc goes down from the node. | 
|---|
| 672 |     /// | 
|---|
| 673 |     /// Gives back the arc goes down from the node. If there is not | 
|---|
| 674 |     /// outgoing arc then it gives back INVALID. | 
|---|
| 675 |     Arc down(Node n) const { | 
|---|
| 676 |       return Parent::down(n); | 
|---|
| 677 |     } | 
|---|
| 678 |  | 
|---|
| 679 |     /// \brief Index map of the grid graph | 
|---|
| 680 |     /// | 
|---|
| 681 |     /// Just returns an IndexMap for the grid graph. | 
|---|
| 682 |     IndexMap indexMap() const { | 
|---|
| 683 |       return IndexMap(*this); | 
|---|
| 684 |     } | 
|---|
| 685 |  | 
|---|
| 686 |     /// \brief Row map of the grid graph | 
|---|
| 687 |     /// | 
|---|
| 688 |     /// Just returns a RowMap for the grid graph. | 
|---|
| 689 |     RowMap rowMap() const { | 
|---|
| 690 |       return RowMap(*this); | 
|---|
| 691 |     } | 
|---|
| 692 |  | 
|---|
| 693 |     /// \brief Column map of the grid graph | 
|---|
| 694 |     /// | 
|---|
| 695 |     /// Just returns a ColMap for the grid graph. | 
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| 696 |     ColMap colMap() const { | 
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| 697 |       return ColMap(*this); | 
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| 698 |     } | 
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| 699 |  | 
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| 700 |   }; | 
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| 701 |  | 
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| 702 | } | 
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| 703 | #endif | 
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