COIN-OR::LEMON - Graph Library

source: lemon/lemon/greedy_tsp.h @ 1199:ae0b056593a7

Last change on this file since 1199:ae0b056593a7 was 1199:ae0b056593a7, checked in by Gabor Varga <f4c3@…>, 9 years ago

Heuristic algorithms for symmetric TSP (#386)

File size: 4.1 KB
Line 
1#ifndef LEMON_GREEDY_TSP_H
2#define LEMON_GREEDY_TSP_H
3
4#include <lemon/path.h>
5#include <lemon/full_graph.h>
6#include <lemon/unionfind.h>
7#include <algorithm>
8
9namespace lemon {
10
11  namespace greedy_tsp_helper {
12
13    template <typename CostMap>
14    class KeyComp {
15      typedef typename CostMap::Key Key;
16      const CostMap &cost;
17     
18      public:
19        KeyComp(const CostMap &_cost) : cost(_cost) {}
20     
21        bool operator() (const Key &a, const Key &b) const {
22          return cost[a] < cost[b];
23        }
24    };
25
26 
27    template <class L>
28    L vectorConvert(const std::vector<FullGraph::Node> &_path) {
29      return L(_path.begin(), _path.end());
30    }
31 
32    template <>
33    std::vector<FullGraph::Node> vectorConvert(const std::vector<FullGraph::Node> &_path) {
34      return _path;
35    }
36   
37  }
38
39
40  template <typename CM>
41  class GreedyTsp {
42    private:
43      GRAPH_TYPEDEFS(FullGraph);
44   
45    public:
46      typedef CM CostMap;
47      typedef typename CM::Value Cost;
48     
49      GreedyTsp(const FullGraph &gr, const CostMap &cost) : _gr(gr), _cost(cost) {} 
50
51      Cost run() {
52        typedef UnionFind<FullGraph::NodeMap<int> > Union;
53        _nodes.clear();
54       
55        std::vector<int> path;
56        path.resize(_gr.nodeNum()*2, -1);
57       
58        std::vector<typename CostMap::Key> sorted_edges;
59        sorted_edges.reserve(_gr.edgeNum());
60        for (EdgeIt n(_gr); n != INVALID; ++n)
61          sorted_edges.push_back(n);
62
63        std::sort(sorted_edges.begin(), sorted_edges.end(), greedy_tsp_helper::KeyComp<CostMap>(_cost));
64
65        FullGraph::NodeMap<int> nodemap(_gr);
66        Union unionfind(nodemap);
67
68        for (NodeIt n(_gr); n != INVALID; ++n)
69          unionfind.insert(n);
70       
71        FullGraph::NodeMap<int> degree(_gr, 0);
72
73        int nodesNum = 0, i = 0;
74
75        while ( nodesNum != _gr.nodeNum()-1 ) {
76          const Edge &e = sorted_edges[i];
77         
78          const Node u = _gr.u(e),
79                     v = _gr.v(e);
80         
81          if (degree[u]<=1 && degree[v]<=1) {
82            if (unionfind.join(u, v)) {
83              ++degree[u];
84              ++degree[v];
85              ++nodesNum;
86             
87              const int uid = _gr.id(u),
88                        vid = _gr.id(v);
89             
90             
91              path[uid*2 + (path[uid*2]==-1 ? 0 : 1)] = vid;
92              path[vid*2 + (path[vid*2]==-1 ? 0 : 1)] = uid;
93            }
94          }
95
96          ++i;
97        }
98
99
100        for (int i=0, n=-1; i<_gr.nodeNum()*2; ++i) {
101          if (path[i] == -1) {
102            if (n==-1) {
103              n = i;
104            } else {
105              path[n] = i/2;
106              path[i] = n/2;
107              break;
108            }
109          }
110        }
111
112
113        for (int i=0, j=0, last=-1; i!=_gr.nodeNum(); ++i) {
114          _nodes.push_back(_gr.nodeFromId(j));
115         
116          if (path[2*j] != last) {
117            last = j;
118            j = path[2*j];
119          } else {
120            last = j;
121            j = path[2*j+1];
122          }
123        }
124
125        _sum = _cost[_gr.edge(_nodes.back(), _nodes.front())];
126        for (unsigned int i=0; i<_nodes.size()-1; ++i)
127          _sum += _cost[_gr.edge(_nodes[i], _nodes[i+1])];
128
129        return _sum;
130      }
131
132
133
134      template <typename L>
135      void tourNodes(L &container) {
136        container(greedy_tsp_helper::vectorConvert<L>(_nodes));
137      }
138     
139      template <template <typename> class L>
140      L<Node> tourNodes() {
141        return greedy_tsp_helper::vectorConvert<L<Node> >(_nodes);
142      }
143     
144      const std::vector<Node>& tourNodes() {
145        return _nodes;
146      }
147     
148      Path<FullGraph> tour() {
149        Path<FullGraph> p;
150        if (_nodes.size()<2)
151          return p;
152       
153        for (unsigned int i=0; i<_nodes.size()-1; ++i) {
154          p.addBack(_gr.arc(_nodes[i], _nodes[i+1]));
155        }
156       
157        p.addBack(_gr.arc(_nodes.back(), _nodes.front()));
158       
159        return p;
160      }
161     
162      Cost tourCost() {
163        return _sum;
164      }
165     
166
167    private:
168      const FullGraph &_gr;
169      const CostMap &_cost;
170      Cost _sum;
171      std::vector<Node> _nodes;
172  };
173
174}; // namespace lemon
175
176#endif
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.