src/work/jacint/bin_heap.hh
changeset 207 9910d5a5be7f
child 217 fc549fac0dd0
equal deleted inserted replaced
-1:000000000000 0:7e3d905d9c14
       
     1 /* FIXME: Copyright ... 
       
     2  *
       
     3  * This implementation is heavily based on STL's heap functions and
       
     4  * the similar class by Alpar Juttner in IKTA...
       
     5  */
       
     6 
       
     7 /******
       
     8  *
       
     9  * BinHeap<KeyType, ValueType, KeyIntMap, [ValueCompare]>
       
    10  *
       
    11  * Ez az osztaly kulcs-ertek parok tarolasara alkalmas binaris kupacot
       
    12  * valosit meg.
       
    13  * A kupacban legfolul mindig az a par talalhato, amiben az _ertek_ a
       
    14  * legkisebb. (Gondolj a Dijkstra pont-tavolsag kupacara; igazabol ahhoz
       
    15  * lett keszitve...)
       
    16  *
       
    17  * Megjegyzes: egy kicsit gyanus nekem, hogy a kupacos temakorben nem
       
    18  * azt hivjak kulcsnak, amit most en annak nevezek. :) En olyan 
       
    19  * property_map -os ertelemben hasznalom.
       
    20  *
       
    21  * A hasznalatahoz szukseg van egy irhato/olvashato property_map-re, ami
       
    22  * a kulcsokhoz egy int-et tud tarolni (ezzel tudom megkeresni az illeto
       
    23  * elemet a kupacban a csokkentes es hasonlo muveletekhez).
       
    24  * A map-re csak referenciat tarol, ugy hogy a kupac elete folyan a map-nek
       
    25  * is elnie kell. (???)
       
    26  *
       
    27  * Ketfele modon hasznalhato:
       
    28  * Lusta mod:
       
    29  * put(Key, Value) metodussal pakolunk a kupacba,
       
    30  * aztan o majd eldonti, hogy ez az elem mar benne van-e es ha igen, akkor
       
    31  * csokkentettunk-e rajta, vagy noveltunk.
       
    32  * Ehhez nagyon fontos, hogy az atadott property map inicializalva legyen
       
    33  * minden szobajovo kulcs ertekre, -1 -es ertekkel!
       
    34  * Es ilyen esetben a kulcsokrol lekerdezheto az allapotuk a state metodussal:
       
    35  * (nem jart meg a kupacban PRE_HEAP=-1, epp a kupacban van IN_HEAP=0,
       
    36  *  mar kikerult a kupacbol POST_HEAP=-2).
       
    37  * Szoval ebben a modban a kupac nagyjabol hasznalhato property_map-kent, csak
       
    38  * meg meg tudja mondani a "legkisebb" erteku elemet. De csak nagyjabol,
       
    39  * hiszen a kupacbol kikerult elemeknek elvesz az ertekuk...
       
    40  *
       
    41  * Kozvetlen mod:
       
    42  * push(Key, Value) metodussal belerakunk a kupacba (ha az illeto kulcs mar
       
    43  * benn volt, akkor gaz).
       
    44  * increase/decrease(Key k, Value new_value) metodusokkal lehet
       
    45  * novelni/csokkenteni az illeto kulcshoz tartozo erteket. (Ha nem volt meg
       
    46  * benne a kupacban az illeto kulcs, vagy nem abba az iranyba valtoztattad
       
    47  * az erteket, amerre mondtad -- gaz).
       
    48  *
       
    49  * Termeszetesen a fenti ket modot ertelemszeruen lehet keverni.
       
    50  * Ja es mindig nagyon gaz, ha belepiszkalsz a map-be, amit a kupac
       
    51  * hasznal. :-))
       
    52  *
       
    53  *
       
    54  * Bocs, most faradt vagyok, majd egyszer leforditom. (Misi)
       
    55  *
       
    56  */
       
    57 
       
    58 
       
    59 #ifndef BIN_HEAP_HH
       
    60 #define BIN_HEAP_HH
       
    61 
       
    62 #include <vector>
       
    63 #include <utility>
       
    64 #include <functional>
       
    65 
       
    66 namespace hugo {
       
    67 
       
    68   template <typename Key, typename Val, typename KeyIntMap,
       
    69 	    typename Compare = std::less<Val> >
       
    70   class BinHeap {
       
    71 
       
    72   public:
       
    73     typedef Key	             KeyType;
       
    74     // FIXME: stl-ben nem ezt hivjak value_type -nak, hanem a kovetkezot...
       
    75     typedef Val              ValueType;
       
    76     typedef std::pair<KeyType,ValueType>     PairType;
       
    77     typedef KeyIntMap        KeyIntMapType;
       
    78     typedef Compare          ValueCompare;
       
    79 
       
    80     /**
       
    81      * Each Key element have a state associated to it. It may be "in heap",
       
    82      * "pre heap" or "post heap". The later two are indifferent from the
       
    83      * heap's point of view, but may be useful to the user.
       
    84      *
       
    85      * The KeyIntMap _should_ be initialized in such way, that it maps
       
    86      * PRE_HEAP (-1) to any element to be put in the heap...
       
    87      */
       
    88     enum state_enum {
       
    89       IN_HEAP = 0,
       
    90       PRE_HEAP = -1,
       
    91       POST_HEAP = -2
       
    92     };
       
    93 
       
    94   private:
       
    95     std::vector<PairType> data;
       
    96     Compare comp;
       
    97     // FIXME: jo ez igy???
       
    98     KeyIntMap &kim;
       
    99 
       
   100   public:
       
   101     BinHeap(KeyIntMap &_kim) : kim(_kim) {}
       
   102     BinHeap(KeyIntMap &_kim, const Compare &_comp) : comp(_comp), kim(_kim) {}
       
   103 
       
   104 
       
   105     int size() const { return data.size(); }
       
   106     bool empty() const { return data.empty(); }
       
   107 
       
   108   private:
       
   109     static int parent(int i) { return (i-1)/2; }
       
   110     static int second_child(int i) { return 2*i+2; }
       
   111     bool less(const PairType &p1, const PairType &p2) {
       
   112       return comp(p1.second, p2.second);
       
   113     }
       
   114 
       
   115     int bubble_up(int hole, PairType p);
       
   116     int bubble_down(int hole, PairType p, int length);
       
   117 
       
   118     void move(const PairType &p, int i) {
       
   119       data[i] = p;
       
   120       kim.set(p.first, i);
       
   121     }
       
   122 
       
   123     void rmidx(int h) {
       
   124       int n = data.size()-1;
       
   125       if( h>=0 && h<=n ) {
       
   126 	kim.set(data[h].first, POST_HEAP);
       
   127 	if ( h<n ) {
       
   128 	  bubble_down(h, data[n], n);
       
   129 	}
       
   130 	data.pop_back();
       
   131       }
       
   132     }
       
   133 
       
   134   public:
       
   135     void push(const PairType &p) {
       
   136       int n = data.size();
       
   137       data.resize(n+1);
       
   138       bubble_up(n, p);
       
   139     }
       
   140     void push(const Key &k, const Val &v) { push(PairType(k,v)); }
       
   141 
       
   142     Key top() const {
       
   143       // FIXME: test size>0 ?
       
   144       return data[0].first;
       
   145     }
       
   146     Val topValue() const {
       
   147       // FIXME: test size>0 ?
       
   148       return data[0].second;
       
   149     }
       
   150 
       
   151     void pop() {
       
   152       rmidx(0);
       
   153     }
       
   154 
       
   155     void erase(const Key &k) {
       
   156       rmidx(kim.get(k));
       
   157     }
       
   158 
       
   159     const Val get(const Key &k) const {
       
   160       int idx = kim.get(k);
       
   161       return data[idx].second;
       
   162     }
       
   163     void put(const Key &k, const Val &v) {
       
   164       int idx = kim.get(k);
       
   165       if( idx < 0 ) {
       
   166 	push(k,v);
       
   167       }
       
   168       else if( comp(v, data[idx].second) ) {
       
   169 	bubble_up(idx, PairType(k,v));
       
   170       }
       
   171       else {
       
   172 	bubble_down(idx, PairType(k,v), data.size());
       
   173       }
       
   174     }
       
   175 
       
   176     void decrease(const Key &k, const Val &v) {
       
   177       int idx = kim.get(k);
       
   178       bubble_up(idx, PairType(k,v));
       
   179     }
       
   180     void increase(const Key &k, const Val &v) {
       
   181       int idx = kim.get(k);
       
   182       bubble_down(idx, PairType(k,v), data.size());
       
   183     }
       
   184 
       
   185     state_enum state(const Key &k) const {
       
   186       int s = kim.get(k);
       
   187       if( s>=0 )
       
   188 	s=0;
       
   189       return state_enum(s);
       
   190     }
       
   191 
       
   192   }; // class BinHeap
       
   193 
       
   194   
       
   195   template <typename K, typename V, typename M, typename C>
       
   196   int BinHeap<K,V,M,C>::bubble_up(int hole, PairType p) {
       
   197     int par = parent(hole);
       
   198     while( hole>0 && less(p,data[par]) ) {
       
   199       move(data[par],hole);
       
   200       hole = par;
       
   201       par = parent(hole);
       
   202     }
       
   203     move(p, hole);
       
   204     return hole;
       
   205   }
       
   206 
       
   207   template <typename K, typename V, typename M, typename C>
       
   208   int BinHeap<K,V,M,C>::bubble_down(int hole, PairType p, int length) {
       
   209     int child = second_child(hole);
       
   210     while(child < length) {
       
   211       if( less(data[child-1], data[child]) ) {
       
   212 	--child;
       
   213       }
       
   214       if( !less(data[child], p) )
       
   215 	goto ok;
       
   216       move(data[child], hole);
       
   217       hole = child;
       
   218       child = second_child(hole);
       
   219     }
       
   220     child--;
       
   221     if( child<length && less(data[child], p) ) {
       
   222       move(data[child], hole);
       
   223       hole=child;
       
   224     }
       
   225   ok:
       
   226     move(p, hole);
       
   227     return hole;
       
   228   }
       
   229 
       
   230 } // namespace hugo
       
   231 
       
   232 #endif // BIN_HEAP_HH