COIN-OR::LEMON - Graph Library

Ticket #62: 30cb42e3e43a.patch

File 30cb42e3e43a.patch, 93.7 KB (added by Balazs Dezso, 15 years ago)

Port of planarity.h and new test

  • lemon/Makefile.am

    # HG changeset patch
    # User Balazs Dezso <deba@inf.elte.hu>
    # Date 1252503123 -7200
    # Node ID 30cb42e3e43a680281b50c30c5098b920ce91311
    # Parent  6d5f547e5bfb8131568ad50ea406129a056ac9ed
    Port planarity related algorithms from SVN 3509 (#62)
    
    diff -r 6d5f547e5bfb -r 30cb42e3e43a lemon/Makefile.am
    a b  
    104104        lemon/network_simplex.h \
    105105        lemon/pairing_heap.h \
    106106        lemon/path.h \
     107        lemon/planarity.h \
    107108        lemon/preflow.h \
    108109        lemon/radix_heap.h \
    109110        lemon/radix_sort.h \
  • new file lemon/planarity.h

    diff -r 6d5f547e5bfb -r 30cb42e3e43a lemon/planarity.h
    - +  
     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_PLANARITY_H
     20#define LEMON_PLANARITY_H
     21
     22/// \ingroup planar
     23/// \file
     24/// \brief Planarity checking, embedding, drawing and coloring
     25
     26#include <vector>
     27#include <list>
     28
     29#include <lemon/dfs.h>
     30#include <lemon/bfs.h>
     31#include <lemon/radix_sort.h>
     32#include <lemon/maps.h>
     33#include <lemon/path.h>
     34#include <lemon/bucket_heap.h>
     35#include <lemon/adaptors.h>
     36#include <lemon/edge_set.h>
     37#include <lemon/color.h>
     38#include <lemon/dim2.h>
     39
     40namespace lemon {
     41
     42  namespace _planarity_bits {
     43
     44    template <typename Graph>
     45    struct PlanarityVisitor : DfsVisitor<Graph> {
     46
     47      TEMPLATE_GRAPH_TYPEDEFS(Graph);
     48
     49      typedef typename Graph::template NodeMap<Arc> PredMap;
     50
     51      typedef typename Graph::template EdgeMap<bool> TreeMap;
     52
     53      typedef typename Graph::template NodeMap<int> OrderMap;
     54      typedef std::vector<Node> OrderList;
     55
     56      typedef typename Graph::template NodeMap<int> LowMap;
     57      typedef typename Graph::template NodeMap<int> AncestorMap;
     58
     59      PlanarityVisitor(const Graph& graph,
     60                       PredMap& pred_map, TreeMap& tree_map,
     61                       OrderMap& order_map, OrderList& order_list,
     62                       AncestorMap& ancestor_map, LowMap& low_map)
     63        : _graph(graph), _pred_map(pred_map), _tree_map(tree_map),
     64          _order_map(order_map), _order_list(order_list),
     65          _ancestor_map(ancestor_map), _low_map(low_map) {}
     66
     67      void reach(const Node& node) {
     68        _order_map[node] = _order_list.size();
     69        _low_map[node] = _order_list.size();
     70        _ancestor_map[node] = _order_list.size();
     71        _order_list.push_back(node);
     72      }
     73
     74      void discover(const Arc& arc) {
     75        Node source = _graph.source(arc);
     76        Node target = _graph.target(arc);
     77
     78        _tree_map[arc] = true;
     79        _pred_map[target] = arc;
     80      }
     81
     82      void examine(const Arc& arc) {
     83        Node source = _graph.source(arc);
     84        Node target = _graph.target(arc);
     85
     86        if (_order_map[target] < _order_map[source] && !_tree_map[arc]) {
     87          if (_low_map[source] > _order_map[target]) {
     88            _low_map[source] = _order_map[target];
     89          }
     90          if (_ancestor_map[source] > _order_map[target]) {
     91            _ancestor_map[source] = _order_map[target];
     92          }
     93        }
     94      }
     95
     96      void backtrack(const Arc& arc) {
     97        Node source = _graph.source(arc);
     98        Node target = _graph.target(arc);
     99
     100        if (_low_map[source] > _low_map[target]) {
     101          _low_map[source] = _low_map[target];
     102        }
     103      }
     104
     105      const Graph& _graph;
     106      PredMap& _pred_map;
     107      TreeMap& _tree_map;
     108      OrderMap& _order_map;
     109      OrderList& _order_list;
     110      AncestorMap& _ancestor_map;
     111      LowMap& _low_map;
     112    };
     113
     114    template <typename Graph, bool embedding = true>
     115    struct NodeDataNode {
     116      int prev, next;
     117      int visited;
     118      typename Graph::Arc first;
     119      bool inverted;
     120    };
     121
     122    template <typename Graph>
     123    struct NodeDataNode<Graph, false> {
     124      int prev, next;
     125      int visited;
     126    };
     127
     128    template <typename Graph>
     129    struct ChildListNode {
     130      typedef typename Graph::Node Node;
     131      Node first;
     132      Node prev, next;
     133    };
     134
     135    template <typename Graph>
     136    struct ArcListNode {
     137      typename Graph::Arc prev, next;
     138    };
     139
     140  }
     141
     142  /// \ingroup planar
     143  ///
     144  /// \brief Planarity checking of an undirected simple graph
     145  ///
     146  /// This class implements the Boyer-Myrvold algorithm for planarity
     147  /// checking of an undirected graph. This class is a simplified
     148  /// version of the PlanarEmbedding algorithm class because neither
     149  /// the embedding nor the kuratowski subdivisons are not computed.
     150  template <typename Graph>
     151  class PlanarityChecking {
     152  private:
     153
     154    TEMPLATE_GRAPH_TYPEDEFS(Graph);
     155
     156    const Graph& _graph;
     157
     158  private:
     159
     160    typedef typename Graph::template NodeMap<Arc> PredMap;
     161
     162    typedef typename Graph::template EdgeMap<bool> TreeMap;
     163
     164    typedef typename Graph::template NodeMap<int> OrderMap;
     165    typedef std::vector<Node> OrderList;
     166
     167    typedef typename Graph::template NodeMap<int> LowMap;
     168    typedef typename Graph::template NodeMap<int> AncestorMap;
     169
     170    typedef _planarity_bits::NodeDataNode<Graph> NodeDataNode;
     171    typedef std::vector<NodeDataNode> NodeData;
     172
     173    typedef _planarity_bits::ChildListNode<Graph> ChildListNode;
     174    typedef typename Graph::template NodeMap<ChildListNode> ChildLists;
     175
     176    typedef typename Graph::template NodeMap<std::list<int> > MergeRoots;
     177
     178    typedef typename Graph::template NodeMap<bool> EmbedArc;
     179
     180  public:
     181
     182    /// \brief Constructor
     183    ///
     184    /// \note The graph should be simple, i.e. parallel and loop arc
     185    /// free.
     186    PlanarityChecking(const Graph& graph) : _graph(graph) {}
     187
     188    /// \brief Runs the algorithm.
     189    ///
     190    /// Runs the algorithm.
     191    /// \return %True when the graph is planar.
     192    bool run() {
     193      typedef _planarity_bits::PlanarityVisitor<Graph> Visitor;
     194
     195      PredMap pred_map(_graph, INVALID);
     196      TreeMap tree_map(_graph, false);
     197
     198      OrderMap order_map(_graph, -1);
     199      OrderList order_list;
     200
     201      AncestorMap ancestor_map(_graph, -1);
     202      LowMap low_map(_graph, -1);
     203
     204      Visitor visitor(_graph, pred_map, tree_map,
     205                      order_map, order_list, ancestor_map, low_map);
     206      DfsVisit<Graph, Visitor> visit(_graph, visitor);
     207      visit.run();
     208
     209      ChildLists child_lists(_graph);
     210      createChildLists(tree_map, order_map, low_map, child_lists);
     211
     212      NodeData node_data(2 * order_list.size());
     213
     214      EmbedArc embed_arc(_graph, false);
     215
     216      MergeRoots merge_roots(_graph);
     217
     218      for (int i = order_list.size() - 1; i >= 0; --i) {
     219
     220        Node node = order_list[i];
     221
     222        Node source = node;
     223        for (OutArcIt e(_graph, node); e != INVALID; ++e) {
     224          Node target = _graph.target(e);
     225
     226          if (order_map[source] < order_map[target] && tree_map[e]) {
     227            initFace(target, node_data, order_map, order_list);
     228          }
     229        }
     230
     231        for (OutArcIt e(_graph, node); e != INVALID; ++e) {
     232          Node target = _graph.target(e);
     233
     234          if (order_map[source] < order_map[target] && !tree_map[e]) {
     235            embed_arc[target] = true;
     236            walkUp(target, source, i, pred_map, low_map,
     237                   order_map, order_list, node_data, merge_roots);
     238          }
     239        }
     240
     241        for (typename MergeRoots::Value::iterator it =
     242               merge_roots[node].begin(); it != merge_roots[node].end(); ++it) {
     243          int rn = *it;
     244          walkDown(rn, i, node_data, order_list, child_lists,
     245                   ancestor_map, low_map, embed_arc, merge_roots);
     246        }
     247        merge_roots[node].clear();
     248
     249        for (OutArcIt e(_graph, node); e != INVALID; ++e) {
     250          Node target = _graph.target(e);
     251
     252          if (order_map[source] < order_map[target] && !tree_map[e]) {
     253            if (embed_arc[target]) {
     254              return false;
     255            }
     256          }
     257        }
     258      }
     259
     260      return true;
     261    }
     262
     263  private:
     264
     265    void createChildLists(const TreeMap& tree_map, const OrderMap& order_map,
     266                          const LowMap& low_map, ChildLists& child_lists) {
     267
     268      for (NodeIt n(_graph); n != INVALID; ++n) {
     269        Node source = n;
     270
     271        std::vector<Node> targets;
     272        for (OutArcIt e(_graph, n); e != INVALID; ++e) {
     273          Node target = _graph.target(e);
     274
     275          if (order_map[source] < order_map[target] && tree_map[e]) {
     276            targets.push_back(target);
     277          }
     278        }
     279
     280        if (targets.size() == 0) {
     281          child_lists[source].first = INVALID;
     282        } else if (targets.size() == 1) {
     283          child_lists[source].first = targets[0];
     284          child_lists[targets[0]].prev = INVALID;
     285          child_lists[targets[0]].next = INVALID;
     286        } else {
     287          radixSort(targets.begin(), targets.end(), mapToFunctor(low_map));
     288          for (int i = 1; i < int(targets.size()); ++i) {
     289            child_lists[targets[i]].prev = targets[i - 1];
     290            child_lists[targets[i - 1]].next = targets[i];
     291          }
     292          child_lists[targets.back()].next = INVALID;
     293          child_lists[targets.front()].prev = INVALID;
     294          child_lists[source].first = targets.front();
     295        }
     296      }
     297    }
     298
     299    void walkUp(const Node& node, Node root, int rorder,
     300                const PredMap& pred_map, const LowMap& low_map,
     301                const OrderMap& order_map, const OrderList& order_list,
     302                NodeData& node_data, MergeRoots& merge_roots) {
     303
     304      int na, nb;
     305      bool da, db;
     306
     307      na = nb = order_map[node];
     308      da = true; db = false;
     309
     310      while (true) {
     311
     312        if (node_data[na].visited == rorder) break;
     313        if (node_data[nb].visited == rorder) break;
     314
     315        node_data[na].visited = rorder;
     316        node_data[nb].visited = rorder;
     317
     318        int rn = -1;
     319
     320        if (na >= int(order_list.size())) {
     321          rn = na;
     322        } else if (nb >= int(order_list.size())) {
     323          rn = nb;
     324        }
     325
     326        if (rn == -1) {
     327          int nn;
     328
     329          nn = da ? node_data[na].prev : node_data[na].next;
     330          da = node_data[nn].prev != na;
     331          na = nn;
     332
     333          nn = db ? node_data[nb].prev : node_data[nb].next;
     334          db = node_data[nn].prev != nb;
     335          nb = nn;
     336
     337        } else {
     338
     339          Node rep = order_list[rn - order_list.size()];
     340          Node parent = _graph.source(pred_map[rep]);
     341
     342          if (low_map[rep] < rorder) {
     343            merge_roots[parent].push_back(rn);
     344          } else {
     345            merge_roots[parent].push_front(rn);
     346          }
     347
     348          if (parent != root) {
     349            na = nb = order_map[parent];
     350            da = true; db = false;
     351          } else {
     352            break;
     353          }
     354        }
     355      }
     356    }
     357
     358    void walkDown(int rn, int rorder, NodeData& node_data,
     359                  OrderList& order_list, ChildLists& child_lists,
     360                  AncestorMap& ancestor_map, LowMap& low_map,
     361                  EmbedArc& embed_arc, MergeRoots& merge_roots) {
     362
     363      std::vector<std::pair<int, bool> > merge_stack;
     364
     365      for (int di = 0; di < 2; ++di) {
     366        bool rd = di == 0;
     367        int pn = rn;
     368        int n = rd ? node_data[rn].next : node_data[rn].prev;
     369
     370        while (n != rn) {
     371
     372          Node node = order_list[n];
     373
     374          if (embed_arc[node]) {
     375
     376            // Merging components on the critical path
     377            while (!merge_stack.empty()) {
     378
     379              // Component root
     380              int cn = merge_stack.back().first;
     381              bool cd = merge_stack.back().second;
     382              merge_stack.pop_back();
     383
     384              // Parent of component
     385              int dn = merge_stack.back().first;
     386              bool dd = merge_stack.back().second;
     387              merge_stack.pop_back();
     388
     389              Node parent = order_list[dn];
     390
     391              // Erasing from merge_roots
     392              merge_roots[parent].pop_front();
     393
     394              Node child = order_list[cn - order_list.size()];
     395
     396              // Erasing from child_lists
     397              if (child_lists[child].prev != INVALID) {
     398                child_lists[child_lists[child].prev].next =
     399                  child_lists[child].next;
     400              } else {
     401                child_lists[parent].first = child_lists[child].next;
     402              }
     403
     404              if (child_lists[child].next != INVALID) {
     405                child_lists[child_lists[child].next].prev =
     406                  child_lists[child].prev;
     407              }
     408
     409              // Merging external faces
     410              {
     411                int en = cn;
     412                cn = cd ? node_data[cn].prev : node_data[cn].next;
     413                cd = node_data[cn].next == en;
     414
     415              }
     416
     417              if (cd) node_data[cn].next = dn; else node_data[cn].prev = dn;
     418              if (dd) node_data[dn].prev = cn; else node_data[dn].next = cn;
     419
     420            }
     421
     422            bool d = pn == node_data[n].prev;
     423
     424            if (node_data[n].prev == node_data[n].next &&
     425                node_data[n].inverted) {
     426              d = !d;
     427            }
     428
     429            // Embedding arc into external face
     430            if (rd) node_data[rn].next = n; else node_data[rn].prev = n;
     431            if (d) node_data[n].prev = rn; else node_data[n].next = rn;
     432            pn = rn;
     433
     434            embed_arc[order_list[n]] = false;
     435          }
     436
     437          if (!merge_roots[node].empty()) {
     438
     439            bool d = pn == node_data[n].prev;
     440
     441            merge_stack.push_back(std::make_pair(n, d));
     442
     443            int rn = merge_roots[node].front();
     444
     445            int xn = node_data[rn].next;
     446            Node xnode = order_list[xn];
     447
     448            int yn = node_data[rn].prev;
     449            Node ynode = order_list[yn];
     450
     451            bool rd;
     452            if (!external(xnode, rorder, child_lists, ancestor_map, low_map)) {
     453              rd = true;
     454            } else if (!external(ynode, rorder, child_lists,
     455                                 ancestor_map, low_map)) {
     456              rd = false;
     457            } else if (pertinent(xnode, embed_arc, merge_roots)) {
     458              rd = true;
     459            } else {
     460              rd = false;
     461            }
     462
     463            merge_stack.push_back(std::make_pair(rn, rd));
     464
     465            pn = rn;
     466            n = rd ? xn : yn;
     467
     468          } else if (!external(node, rorder, child_lists,
     469                               ancestor_map, low_map)) {
     470            int nn = (node_data[n].next != pn ?
     471                      node_data[n].next : node_data[n].prev);
     472
     473            bool nd = n == node_data[nn].prev;
     474
     475            if (nd) node_data[nn].prev = pn;
     476            else node_data[nn].next = pn;
     477
     478            if (n == node_data[pn].prev) node_data[pn].prev = nn;
     479            else node_data[pn].next = nn;
     480
     481            node_data[nn].inverted =
     482              (node_data[nn].prev == node_data[nn].next && nd != rd);
     483
     484            n = nn;
     485          }
     486          else break;
     487
     488        }
     489
     490        if (!merge_stack.empty() || n == rn) {
     491          break;
     492        }
     493      }
     494    }
     495
     496    void initFace(const Node& node, NodeData& node_data,
     497                  const OrderMap& order_map, const OrderList& order_list) {
     498      int n = order_map[node];
     499      int rn = n + order_list.size();
     500
     501      node_data[n].next = node_data[n].prev = rn;
     502      node_data[rn].next = node_data[rn].prev = n;
     503
     504      node_data[n].visited = order_list.size();
     505      node_data[rn].visited = order_list.size();
     506
     507    }
     508
     509    bool external(const Node& node, int rorder,
     510                  ChildLists& child_lists, AncestorMap& ancestor_map,
     511                  LowMap& low_map) {
     512      Node child = child_lists[node].first;
     513
     514      if (child != INVALID) {
     515        if (low_map[child] < rorder) return true;
     516      }
     517
     518      if (ancestor_map[node] < rorder) return true;
     519
     520      return false;
     521    }
     522
     523    bool pertinent(const Node& node, const EmbedArc& embed_arc,
     524                   const MergeRoots& merge_roots) {
     525      return !merge_roots[node].empty() || embed_arc[node];
     526    }
     527
     528  };
     529
     530  /// \ingroup planar
     531  ///
     532  /// \brief Planar embedding of an undirected simple graph
     533  ///
     534  /// This class implements the Boyer-Myrvold algorithm for planar
     535  /// embedding of an undirected graph. The planar embedding is an
     536  /// ordering of the outgoing edges of the nodes, which is a possible
     537  /// configuration to draw the graph in the plane. If there is not
     538  /// such ordering then the graph contains a \f$ K_5 \f$ (full graph
     539  /// with 5 nodes) or a \f$ K_{3,3} \f$ (complete bipartite graph on
     540  /// 3 ANode and 3 BNode) subdivision.
     541  ///
     542  /// The current implementation calculates either an embedding or a
     543  /// Kuratowski subdivision. The running time of the algorithm is
     544  /// \f$ O(n) \f$.
     545  template <typename Graph>
     546  class PlanarEmbedding {
     547  private:
     548
     549    TEMPLATE_GRAPH_TYPEDEFS(Graph);
     550
     551    const Graph& _graph;
     552    typename Graph::template ArcMap<Arc> _embedding;
     553
     554    typename Graph::template EdgeMap<bool> _kuratowski;
     555
     556  private:
     557
     558    typedef typename Graph::template NodeMap<Arc> PredMap;
     559
     560    typedef typename Graph::template EdgeMap<bool> TreeMap;
     561
     562    typedef typename Graph::template NodeMap<int> OrderMap;
     563    typedef std::vector<Node> OrderList;
     564
     565    typedef typename Graph::template NodeMap<int> LowMap;
     566    typedef typename Graph::template NodeMap<int> AncestorMap;
     567
     568    typedef _planarity_bits::NodeDataNode<Graph> NodeDataNode;
     569    typedef std::vector<NodeDataNode> NodeData;
     570
     571    typedef _planarity_bits::ChildListNode<Graph> ChildListNode;
     572    typedef typename Graph::template NodeMap<ChildListNode> ChildLists;
     573
     574    typedef typename Graph::template NodeMap<std::list<int> > MergeRoots;
     575
     576    typedef typename Graph::template NodeMap<Arc> EmbedArc;
     577
     578    typedef _planarity_bits::ArcListNode<Graph> ArcListNode;
     579    typedef typename Graph::template ArcMap<ArcListNode> ArcLists;
     580
     581    typedef typename Graph::template NodeMap<bool> FlipMap;
     582
     583    typedef typename Graph::template NodeMap<int> TypeMap;
     584
     585    enum IsolatorNodeType {
     586      HIGHX = 6, LOWX = 7,
     587      HIGHY = 8, LOWY = 9,
     588      ROOT = 10, PERTINENT = 11,
     589      INTERNAL = 12
     590    };
     591
     592  public:
     593
     594    /// \brief The map for store of embedding
     595    typedef typename Graph::template ArcMap<Arc> EmbeddingMap;
     596
     597    /// \brief Constructor
     598    ///
     599    /// \note The graph should be simple, i.e. parallel and loop arc
     600    /// free.
     601    PlanarEmbedding(const Graph& graph)
     602      : _graph(graph), _embedding(_graph), _kuratowski(graph, false) {}
     603
     604    /// \brief Runs the algorithm.
     605    ///
     606    /// Runs the algorithm.
     607    /// \param kuratowski If the parameter is false, then the
     608    /// algorithm does not compute a Kuratowski subdivision.
     609    ///\return %True when the graph is planar.
     610    bool run(bool kuratowski = true) {
     611      typedef _planarity_bits::PlanarityVisitor<Graph> Visitor;
     612
     613      PredMap pred_map(_graph, INVALID);
     614      TreeMap tree_map(_graph, false);
     615
     616      OrderMap order_map(_graph, -1);
     617      OrderList order_list;
     618
     619      AncestorMap ancestor_map(_graph, -1);
     620      LowMap low_map(_graph, -1);
     621
     622      Visitor visitor(_graph, pred_map, tree_map,
     623                      order_map, order_list, ancestor_map, low_map);
     624      DfsVisit<Graph, Visitor> visit(_graph, visitor);
     625      visit.run();
     626
     627      ChildLists child_lists(_graph);
     628      createChildLists(tree_map, order_map, low_map, child_lists);
     629
     630      NodeData node_data(2 * order_list.size());
     631
     632      EmbedArc embed_arc(_graph, INVALID);
     633
     634      MergeRoots merge_roots(_graph);
     635
     636      ArcLists arc_lists(_graph);
     637
     638      FlipMap flip_map(_graph, false);
     639
     640      for (int i = order_list.size() - 1; i >= 0; --i) {
     641
     642        Node node = order_list[i];
     643
     644        node_data[i].first = INVALID;
     645
     646        Node source = node;
     647        for (OutArcIt e(_graph, node); e != INVALID; ++e) {
     648          Node target = _graph.target(e);
     649
     650          if (order_map[source] < order_map[target] && tree_map[e]) {
     651            initFace(target, arc_lists, node_data,
     652                     pred_map, order_map, order_list);
     653          }
     654        }
     655
     656        for (OutArcIt e(_graph, node); e != INVALID; ++e) {
     657          Node target = _graph.target(e);
     658
     659          if (order_map[source] < order_map[target] && !tree_map[e]) {
     660            embed_arc[target] = e;
     661            walkUp(target, source, i, pred_map, low_map,
     662                   order_map, order_list, node_data, merge_roots);
     663          }
     664        }
     665
     666        for (typename MergeRoots::Value::iterator it =
     667               merge_roots[node].begin(); it != merge_roots[node].end(); ++it) {
     668          int rn = *it;
     669          walkDown(rn, i, node_data, arc_lists, flip_map, order_list,
     670                   child_lists, ancestor_map, low_map, embed_arc, merge_roots);
     671        }
     672        merge_roots[node].clear();
     673
     674        for (OutArcIt e(_graph, node); e != INVALID; ++e) {
     675          Node target = _graph.target(e);
     676
     677          if (order_map[source] < order_map[target] && !tree_map[e]) {
     678            if (embed_arc[target] != INVALID) {
     679              if (kuratowski) {
     680                isolateKuratowski(e, node_data, arc_lists, flip_map,
     681                                  order_map, order_list, pred_map, child_lists,
     682                                  ancestor_map, low_map,
     683                                  embed_arc, merge_roots);
     684              }
     685              return false;
     686            }
     687          }
     688        }
     689      }
     690
     691      for (int i = 0; i < int(order_list.size()); ++i) {
     692
     693        mergeRemainingFaces(order_list[i], node_data, order_list, order_map,
     694                            child_lists, arc_lists);
     695        storeEmbedding(order_list[i], node_data, order_map, pred_map,
     696                       arc_lists, flip_map);
     697      }
     698
     699      return true;
     700    }
     701
     702    /// \brief Gives back the successor of an arc
     703    ///
     704    /// Gives back the successor of an arc. This function makes
     705    /// possible to query the cyclic order of the outgoing arcs from
     706    /// a node.
     707    Arc next(const Arc& arc) const {
     708      return _embedding[arc];
     709    }
     710
     711    /// \brief Gives back the calculated embedding map
     712    ///
     713    /// The returned map contains the successor of each arc in the
     714    /// graph.
     715    const EmbeddingMap& embedding() const {
     716      return _embedding;
     717    }
     718
     719    /// \brief Gives back true if the undirected arc is in the
     720    /// kuratowski subdivision
     721    ///
     722    /// Gives back true if the undirected arc is in the kuratowski
     723    /// subdivision
     724    /// \note The \c run() had to be called with true value.
     725    bool kuratowski(const Edge& edge) {
     726      return _kuratowski[edge];
     727    }
     728
     729  private:
     730
     731    void createChildLists(const TreeMap& tree_map, const OrderMap& order_map,
     732                          const LowMap& low_map, ChildLists& child_lists) {
     733
     734      for (NodeIt n(_graph); n != INVALID; ++n) {
     735        Node source = n;
     736
     737        std::vector<Node> targets;
     738        for (OutArcIt e(_graph, n); e != INVALID; ++e) {
     739          Node target = _graph.target(e);
     740
     741          if (order_map[source] < order_map[target] && tree_map[e]) {
     742            targets.push_back(target);
     743          }
     744        }
     745
     746        if (targets.size() == 0) {
     747          child_lists[source].first = INVALID;
     748        } else if (targets.size() == 1) {
     749          child_lists[source].first = targets[0];
     750          child_lists[targets[0]].prev = INVALID;
     751          child_lists[targets[0]].next = INVALID;
     752        } else {
     753          radixSort(targets.begin(), targets.end(), mapToFunctor(low_map));
     754          for (int i = 1; i < int(targets.size()); ++i) {
     755            child_lists[targets[i]].prev = targets[i - 1];
     756            child_lists[targets[i - 1]].next = targets[i];
     757          }
     758          child_lists[targets.back()].next = INVALID;
     759          child_lists[targets.front()].prev = INVALID;
     760          child_lists[source].first = targets.front();
     761        }
     762      }
     763    }
     764
     765    void walkUp(const Node& node, Node root, int rorder,
     766                const PredMap& pred_map, const LowMap& low_map,
     767                const OrderMap& order_map, const OrderList& order_list,
     768                NodeData& node_data, MergeRoots& merge_roots) {
     769
     770      int na, nb;
     771      bool da, db;
     772
     773      na = nb = order_map[node];
     774      da = true; db = false;
     775
     776      while (true) {
     777
     778        if (node_data[na].visited == rorder) break;
     779        if (node_data[nb].visited == rorder) break;
     780
     781        node_data[na].visited = rorder;
     782        node_data[nb].visited = rorder;
     783
     784        int rn = -1;
     785
     786        if (na >= int(order_list.size())) {
     787          rn = na;
     788        } else if (nb >= int(order_list.size())) {
     789          rn = nb;
     790        }
     791
     792        if (rn == -1) {
     793          int nn;
     794
     795          nn = da ? node_data[na].prev : node_data[na].next;
     796          da = node_data[nn].prev != na;
     797          na = nn;
     798
     799          nn = db ? node_data[nb].prev : node_data[nb].next;
     800          db = node_data[nn].prev != nb;
     801          nb = nn;
     802
     803        } else {
     804
     805          Node rep = order_list[rn - order_list.size()];
     806          Node parent = _graph.source(pred_map[rep]);
     807
     808          if (low_map[rep] < rorder) {
     809            merge_roots[parent].push_back(rn);
     810          } else {
     811            merge_roots[parent].push_front(rn);
     812          }
     813
     814          if (parent != root) {
     815            na = nb = order_map[parent];
     816            da = true; db = false;
     817          } else {
     818            break;
     819          }
     820        }
     821      }
     822    }
     823
     824    void walkDown(int rn, int rorder, NodeData& node_data,
     825                  ArcLists& arc_lists, FlipMap& flip_map,
     826                  OrderList& order_list, ChildLists& child_lists,
     827                  AncestorMap& ancestor_map, LowMap& low_map,
     828                  EmbedArc& embed_arc, MergeRoots& merge_roots) {
     829
     830      std::vector<std::pair<int, bool> > merge_stack;
     831
     832      for (int di = 0; di < 2; ++di) {
     833        bool rd = di == 0;
     834        int pn = rn;
     835        int n = rd ? node_data[rn].next : node_data[rn].prev;
     836
     837        while (n != rn) {
     838
     839          Node node = order_list[n];
     840
     841          if (embed_arc[node] != INVALID) {
     842
     843            // Merging components on the critical path
     844            while (!merge_stack.empty()) {
     845
     846              // Component root
     847              int cn = merge_stack.back().first;
     848              bool cd = merge_stack.back().second;
     849              merge_stack.pop_back();
     850
     851              // Parent of component
     852              int dn = merge_stack.back().first;
     853              bool dd = merge_stack.back().second;
     854              merge_stack.pop_back();
     855
     856              Node parent = order_list[dn];
     857
     858              // Erasing from merge_roots
     859              merge_roots[parent].pop_front();
     860
     861              Node child = order_list[cn - order_list.size()];
     862
     863              // Erasing from child_lists
     864              if (child_lists[child].prev != INVALID) {
     865                child_lists[child_lists[child].prev].next =
     866                  child_lists[child].next;
     867              } else {
     868                child_lists[parent].first = child_lists[child].next;
     869              }
     870
     871              if (child_lists[child].next != INVALID) {
     872                child_lists[child_lists[child].next].prev =
     873                  child_lists[child].prev;
     874              }
     875
     876              // Merging arcs + flipping
     877              Arc de = node_data[dn].first;
     878              Arc ce = node_data[cn].first;
     879
     880              flip_map[order_list[cn - order_list.size()]] = cd != dd;
     881              if (cd != dd) {
     882                std::swap(arc_lists[ce].prev, arc_lists[ce].next);
     883                ce = arc_lists[ce].prev;
     884                std::swap(arc_lists[ce].prev, arc_lists[ce].next);
     885              }
     886
     887              {
     888                Arc dne = arc_lists[de].next;
     889                Arc cne = arc_lists[ce].next;
     890
     891                arc_lists[de].next = cne;
     892                arc_lists[ce].next = dne;
     893
     894                arc_lists[dne].prev = ce;
     895                arc_lists[cne].prev = de;
     896              }
     897
     898              if (dd) {
     899                node_data[dn].first = ce;
     900              }
     901
     902              // Merging external faces
     903              {
     904                int en = cn;
     905                cn = cd ? node_data[cn].prev : node_data[cn].next;
     906                cd = node_data[cn].next == en;
     907
     908                 if (node_data[cn].prev == node_data[cn].next &&
     909                    node_data[cn].inverted) {
     910                   cd = !cd;
     911                 }
     912              }
     913
     914              if (cd) node_data[cn].next = dn; else node_data[cn].prev = dn;
     915              if (dd) node_data[dn].prev = cn; else node_data[dn].next = cn;
     916
     917            }
     918
     919            bool d = pn == node_data[n].prev;
     920
     921            if (node_data[n].prev == node_data[n].next &&
     922                node_data[n].inverted) {
     923              d = !d;
     924            }
     925
     926            // Add new arc
     927            {
     928              Arc arc = embed_arc[node];
     929              Arc re = node_data[rn].first;
     930
     931              arc_lists[arc_lists[re].next].prev = arc;
     932              arc_lists[arc].next = arc_lists[re].next;
     933              arc_lists[arc].prev = re;
     934              arc_lists[re].next = arc;
     935
     936              if (!rd) {
     937                node_data[rn].first = arc;
     938              }
     939
     940              Arc rev = _graph.oppositeArc(arc);
     941              Arc e = node_data[n].first;
     942
     943              arc_lists[arc_lists[e].next].prev = rev;
     944              arc_lists[rev].next = arc_lists[e].next;
     945              arc_lists[rev].prev = e;
     946              arc_lists[e].next = rev;
     947
     948              if (d) {
     949                node_data[n].first = rev;
     950              }
     951
     952            }
     953
     954            // Embedding arc into external face
     955            if (rd) node_data[rn].next = n; else node_data[rn].prev = n;
     956            if (d) node_data[n].prev = rn; else node_data[n].next = rn;
     957            pn = rn;
     958
     959            embed_arc[order_list[n]] = INVALID;
     960          }
     961
     962          if (!merge_roots[node].empty()) {
     963
     964            bool d = pn == node_data[n].prev;
     965            if (node_data[n].prev == node_data[n].next &&
     966                node_data[n].inverted) {
     967              d = !d;
     968            }
     969
     970            merge_stack.push_back(std::make_pair(n, d));
     971
     972            int rn = merge_roots[node].front();
     973
     974            int xn = node_data[rn].next;
     975            Node xnode = order_list[xn];
     976
     977            int yn = node_data[rn].prev;
     978            Node ynode = order_list[yn];
     979
     980            bool rd;
     981            if (!external(xnode, rorder, child_lists, ancestor_map, low_map)) {
     982              rd = true;
     983            } else if (!external(ynode, rorder, child_lists,
     984                                 ancestor_map, low_map)) {
     985              rd = false;
     986            } else if (pertinent(xnode, embed_arc, merge_roots)) {
     987              rd = true;
     988            } else {
     989              rd = false;
     990            }
     991
     992            merge_stack.push_back(std::make_pair(rn, rd));
     993
     994            pn = rn;
     995            n = rd ? xn : yn;
     996
     997          } else if (!external(node, rorder, child_lists,
     998                               ancestor_map, low_map)) {
     999            int nn = (node_data[n].next != pn ?
     1000                      node_data[n].next : node_data[n].prev);
     1001
     1002            bool nd = n == node_data[nn].prev;
     1003
     1004            if (nd) node_data[nn].prev = pn;
     1005            else node_data[nn].next = pn;
     1006
     1007            if (n == node_data[pn].prev) node_data[pn].prev = nn;
     1008            else node_data[pn].next = nn;
     1009
     1010            node_data[nn].inverted =
     1011              (node_data[nn].prev == node_data[nn].next && nd != rd);
     1012
     1013            n = nn;
     1014          }
     1015          else break;
     1016
     1017        }
     1018
     1019        if (!merge_stack.empty() || n == rn) {
     1020          break;
     1021        }
     1022      }
     1023    }
     1024
     1025    void initFace(const Node& node, ArcLists& arc_lists,
     1026                  NodeData& node_data, const PredMap& pred_map,
     1027                  const OrderMap& order_map, const OrderList& order_list) {
     1028      int n = order_map[node];
     1029      int rn = n + order_list.size();
     1030
     1031      node_data[n].next = node_data[n].prev = rn;
     1032      node_data[rn].next = node_data[rn].prev = n;
     1033
     1034      node_data[n].visited = order_list.size();
     1035      node_data[rn].visited = order_list.size();
     1036
     1037      node_data[n].inverted = false;
     1038      node_data[rn].inverted = false;
     1039
     1040      Arc arc = pred_map[node];
     1041      Arc rev = _graph.oppositeArc(arc);
     1042
     1043      node_data[rn].first = arc;
     1044      node_data[n].first = rev;
     1045
     1046      arc_lists[arc].prev = arc;
     1047      arc_lists[arc].next = arc;
     1048
     1049      arc_lists[rev].prev = rev;
     1050      arc_lists[rev].next = rev;
     1051
     1052    }
     1053
     1054    void mergeRemainingFaces(const Node& node, NodeData& node_data,
     1055                             OrderList& order_list, OrderMap& order_map,
     1056                             ChildLists& child_lists, ArcLists& arc_lists) {
     1057      while (child_lists[node].first != INVALID) {
     1058        int dd = order_map[node];
     1059        Node child = child_lists[node].first;
     1060        int cd = order_map[child] + order_list.size();
     1061        child_lists[node].first = child_lists[child].next;
     1062
     1063        Arc de = node_data[dd].first;
     1064        Arc ce = node_data[cd].first;
     1065
     1066        if (de != INVALID) {
     1067          Arc dne = arc_lists[de].next;
     1068          Arc cne = arc_lists[ce].next;
     1069
     1070          arc_lists[de].next = cne;
     1071          arc_lists[ce].next = dne;
     1072
     1073          arc_lists[dne].prev = ce;
     1074          arc_lists[cne].prev = de;
     1075        }
     1076
     1077        node_data[dd].first = ce;
     1078
     1079      }
     1080    }
     1081
     1082    void storeEmbedding(const Node& node, NodeData& node_data,
     1083                        OrderMap& order_map, PredMap& pred_map,
     1084                        ArcLists& arc_lists, FlipMap& flip_map) {
     1085
     1086      if (node_data[order_map[node]].first == INVALID) return;
     1087
     1088      if (pred_map[node] != INVALID) {
     1089        Node source = _graph.source(pred_map[node]);
     1090        flip_map[node] = flip_map[node] != flip_map[source];
     1091      }
     1092
     1093      Arc first = node_data[order_map[node]].first;
     1094      Arc prev = first;
     1095
     1096      Arc arc = flip_map[node] ?
     1097        arc_lists[prev].prev : arc_lists[prev].next;
     1098
     1099      _embedding[prev] = arc;
     1100
     1101      while (arc != first) {
     1102        Arc next = arc_lists[arc].prev == prev ?
     1103          arc_lists[arc].next : arc_lists[arc].prev;
     1104        prev = arc; arc = next;
     1105        _embedding[prev] = arc;
     1106      }
     1107    }
     1108
     1109
     1110    bool external(const Node& node, int rorder,
     1111                  ChildLists& child_lists, AncestorMap& ancestor_map,
     1112                  LowMap& low_map) {
     1113      Node child = child_lists[node].first;
     1114
     1115      if (child != INVALID) {
     1116        if (low_map[child] < rorder) return true;
     1117      }
     1118
     1119      if (ancestor_map[node] < rorder) return true;
     1120
     1121      return false;
     1122    }
     1123
     1124    bool pertinent(const Node& node, const EmbedArc& embed_arc,
     1125                   const MergeRoots& merge_roots) {
     1126      return !merge_roots[node].empty() || embed_arc[node] != INVALID;
     1127    }
     1128
     1129    int lowPoint(const Node& node, OrderMap& order_map, ChildLists& child_lists,
     1130                 AncestorMap& ancestor_map, LowMap& low_map) {
     1131      int low_point;
     1132
     1133      Node child = child_lists[node].first;
     1134
     1135      if (child != INVALID) {
     1136        low_point = low_map[child];
     1137      } else {
     1138        low_point = order_map[node];
     1139      }
     1140
     1141      if (low_point > ancestor_map[node]) {
     1142        low_point = ancestor_map[node];
     1143      }
     1144
     1145      return low_point;
     1146    }
     1147
     1148    int findComponentRoot(Node root, Node node, ChildLists& child_lists,
     1149                          OrderMap& order_map, OrderList& order_list) {
     1150
     1151      int order = order_map[root];
     1152      int norder = order_map[node];
     1153
     1154      Node child = child_lists[root].first;
     1155      while (child != INVALID) {
     1156        int corder = order_map[child];
     1157        if (corder > order && corder < norder) {
     1158          order = corder;
     1159        }
     1160        child = child_lists[child].next;
     1161      }
     1162      return order + order_list.size();
     1163    }
     1164
     1165    Node findPertinent(Node node, OrderMap& order_map, NodeData& node_data,
     1166                       EmbedArc& embed_arc, MergeRoots& merge_roots) {
     1167      Node wnode =_graph.target(node_data[order_map[node]].first);
     1168      while (!pertinent(wnode, embed_arc, merge_roots)) {
     1169        wnode = _graph.target(node_data[order_map[wnode]].first);
     1170      }
     1171      return wnode;
     1172    }
     1173
     1174
     1175    Node findExternal(Node node, int rorder, OrderMap& order_map,
     1176                      ChildLists& child_lists, AncestorMap& ancestor_map,
     1177                      LowMap& low_map, NodeData& node_data) {
     1178      Node wnode =_graph.target(node_data[order_map[node]].first);
     1179      while (!external(wnode, rorder, child_lists, ancestor_map, low_map)) {
     1180        wnode = _graph.target(node_data[order_map[wnode]].first);
     1181      }
     1182      return wnode;
     1183    }
     1184
     1185    void markCommonPath(Node node, int rorder, Node& wnode, Node& znode,
     1186                        OrderList& order_list, OrderMap& order_map,
     1187                        NodeData& node_data, ArcLists& arc_lists,
     1188                        EmbedArc& embed_arc, MergeRoots& merge_roots,
     1189                        ChildLists& child_lists, AncestorMap& ancestor_map,
     1190                        LowMap& low_map) {
     1191
     1192      Node cnode = node;
     1193      Node pred = INVALID;
     1194
     1195      while (true) {
     1196
     1197        bool pert = pertinent(cnode, embed_arc, merge_roots);
     1198        bool ext = external(cnode, rorder, child_lists, ancestor_map, low_map);
     1199
     1200        if (pert && ext) {
     1201          if (!merge_roots[cnode].empty()) {
     1202            int cn = merge_roots[cnode].back();
     1203
     1204            if (low_map[order_list[cn - order_list.size()]] < rorder) {
     1205              Arc arc = node_data[cn].first;
     1206              _kuratowski.set(arc, true);
     1207
     1208              pred = cnode;
     1209              cnode = _graph.target(arc);
     1210
     1211              continue;
     1212            }
     1213          }
     1214          wnode = znode = cnode;
     1215          return;
     1216
     1217        } else if (pert) {
     1218          wnode = cnode;
     1219
     1220          while (!external(cnode, rorder, child_lists, ancestor_map, low_map)) {
     1221            Arc arc = node_data[order_map[cnode]].first;
     1222
     1223            if (_graph.target(arc) == pred) {
     1224              arc = arc_lists[arc].next;
     1225            }
     1226            _kuratowski.set(arc, true);
     1227
     1228            Node next = _graph.target(arc);
     1229            pred = cnode; cnode = next;
     1230          }
     1231
     1232          znode = cnode;
     1233          return;
     1234
     1235        } else if (ext) {
     1236          znode = cnode;
     1237
     1238          while (!pertinent(cnode, embed_arc, merge_roots)) {
     1239            Arc arc = node_data[order_map[cnode]].first;
     1240
     1241            if (_graph.target(arc) == pred) {
     1242              arc = arc_lists[arc].next;
     1243            }
     1244            _kuratowski.set(arc, true);
     1245
     1246            Node next = _graph.target(arc);
     1247            pred = cnode; cnode = next;
     1248          }
     1249
     1250          wnode = cnode;
     1251          return;
     1252
     1253        } else {
     1254          Arc arc = node_data[order_map[cnode]].first;
     1255
     1256          if (_graph.target(arc) == pred) {
     1257            arc = arc_lists[arc].next;
     1258          }
     1259          _kuratowski.set(arc, true);
     1260
     1261          Node next = _graph.target(arc);
     1262          pred = cnode; cnode = next;
     1263        }
     1264
     1265      }
     1266
     1267    }
     1268
     1269    void orientComponent(Node root, int rn, OrderMap& order_map,
     1270                         PredMap& pred_map, NodeData& node_data,
     1271                         ArcLists& arc_lists, FlipMap& flip_map,
     1272                         TypeMap& type_map) {
     1273      node_data[order_map[root]].first = node_data[rn].first;
     1274      type_map[root] = 1;
     1275
     1276      std::vector<Node> st, qu;
     1277
     1278      st.push_back(root);
     1279      while (!st.empty()) {
     1280        Node node = st.back();
     1281        st.pop_back();
     1282        qu.push_back(node);
     1283
     1284        Arc arc = node_data[order_map[node]].first;
     1285
     1286        if (type_map[_graph.target(arc)] == 0) {
     1287          st.push_back(_graph.target(arc));
     1288          type_map[_graph.target(arc)] = 1;
     1289        }
     1290
     1291        Arc last = arc, pred = arc;
     1292        arc = arc_lists[arc].next;
     1293        while (arc != last) {
     1294
     1295          if (type_map[_graph.target(arc)] == 0) {
     1296            st.push_back(_graph.target(arc));
     1297            type_map[_graph.target(arc)] = 1;
     1298          }
     1299
     1300          Arc next = arc_lists[arc].next != pred ?
     1301            arc_lists[arc].next : arc_lists[arc].prev;
     1302          pred = arc; arc = next;
     1303        }
     1304
     1305      }
     1306
     1307      type_map[root] = 2;
     1308      flip_map[root] = false;
     1309
     1310      for (int i = 1; i < int(qu.size()); ++i) {
     1311
     1312        Node node = qu[i];
     1313
     1314        while (type_map[node] != 2) {
     1315          st.push_back(node);
     1316          type_map[node] = 2;
     1317          node = _graph.source(pred_map[node]);
     1318        }
     1319
     1320        bool flip = flip_map[node];
     1321
     1322        while (!st.empty()) {
     1323          node = st.back();
     1324          st.pop_back();
     1325
     1326          flip_map[node] = flip != flip_map[node];
     1327          flip = flip_map[node];
     1328
     1329          if (flip) {
     1330            Arc arc = node_data[order_map[node]].first;
     1331            std::swap(arc_lists[arc].prev, arc_lists[arc].next);
     1332            arc = arc_lists[arc].prev;
     1333            std::swap(arc_lists[arc].prev, arc_lists[arc].next);
     1334            node_data[order_map[node]].first = arc;
     1335          }
     1336        }
     1337      }
     1338
     1339      for (int i = 0; i < int(qu.size()); ++i) {
     1340
     1341        Arc arc = node_data[order_map[qu[i]]].first;
     1342        Arc last = arc, pred = arc;
     1343
     1344        arc = arc_lists[arc].next;
     1345        while (arc != last) {
     1346
     1347          if (arc_lists[arc].next == pred) {
     1348            std::swap(arc_lists[arc].next, arc_lists[arc].prev);
     1349          }
     1350          pred = arc; arc = arc_lists[arc].next;
     1351        }
     1352
     1353      }
     1354    }
     1355
     1356    void setFaceFlags(Node root, Node wnode, Node ynode, Node xnode,
     1357                      OrderMap& order_map, NodeData& node_data,
     1358                      TypeMap& type_map) {
     1359      Node node = _graph.target(node_data[order_map[root]].first);
     1360
     1361      while (node != ynode) {
     1362        type_map[node] = HIGHY;
     1363        node = _graph.target(node_data[order_map[node]].first);
     1364      }
     1365
     1366      while (node != wnode) {
     1367        type_map[node] = LOWY;
     1368        node = _graph.target(node_data[order_map[node]].first);
     1369      }
     1370
     1371      node = _graph.target(node_data[order_map[wnode]].first);
     1372
     1373      while (node != xnode) {
     1374        type_map[node] = LOWX;
     1375        node = _graph.target(node_data[order_map[node]].first);
     1376      }
     1377      type_map[node] = LOWX;
     1378
     1379      node = _graph.target(node_data[order_map[xnode]].first);
     1380      while (node != root) {
     1381        type_map[node] = HIGHX;
     1382        node = _graph.target(node_data[order_map[node]].first);
     1383      }
     1384
     1385      type_map[wnode] = PERTINENT;
     1386      type_map[root] = ROOT;
     1387    }
     1388
     1389    void findInternalPath(std::vector<Arc>& ipath,
     1390                          Node wnode, Node root, TypeMap& type_map,
     1391                          OrderMap& order_map, NodeData& node_data,
     1392                          ArcLists& arc_lists) {
     1393      std::vector<Arc> st;
     1394
     1395      Node node = wnode;
     1396
     1397      while (node != root) {
     1398        Arc arc = arc_lists[node_data[order_map[node]].first].next;
     1399        st.push_back(arc);
     1400        node = _graph.target(arc);
     1401      }
     1402
     1403      while (true) {
     1404        Arc arc = st.back();
     1405        if (type_map[_graph.target(arc)] == LOWX ||
     1406            type_map[_graph.target(arc)] == HIGHX) {
     1407          break;
     1408        }
     1409        if (type_map[_graph.target(arc)] == 2) {
     1410          type_map[_graph.target(arc)] = 3;
     1411
     1412          arc = arc_lists[_graph.oppositeArc(arc)].next;
     1413          st.push_back(arc);
     1414        } else {
     1415          st.pop_back();
     1416          arc = arc_lists[arc].next;
     1417
     1418          while (_graph.oppositeArc(arc) == st.back()) {
     1419            arc = st.back();
     1420            st.pop_back();
     1421            arc = arc_lists[arc].next;
     1422          }
     1423          st.push_back(arc);
     1424        }
     1425      }
     1426
     1427      for (int i = 0; i < int(st.size()); ++i) {
     1428        if (type_map[_graph.target(st[i])] != LOWY &&
     1429            type_map[_graph.target(st[i])] != HIGHY) {
     1430          for (; i < int(st.size()); ++i) {
     1431            ipath.push_back(st[i]);
     1432          }
     1433        }
     1434      }
     1435    }
     1436
     1437    void setInternalFlags(std::vector<Arc>& ipath, TypeMap& type_map) {
     1438      for (int i = 1; i < int(ipath.size()); ++i) {
     1439        type_map[_graph.source(ipath[i])] = INTERNAL;
     1440      }
     1441    }
     1442
     1443    void findPilePath(std::vector<Arc>& ppath,
     1444                      Node root, TypeMap& type_map, OrderMap& order_map,
     1445                      NodeData& node_data, ArcLists& arc_lists) {
     1446      std::vector<Arc> st;
     1447
     1448      st.push_back(_graph.oppositeArc(node_data[order_map[root]].first));
     1449      st.push_back(node_data[order_map[root]].first);
     1450
     1451      while (st.size() > 1) {
     1452        Arc arc = st.back();
     1453        if (type_map[_graph.target(arc)] == INTERNAL) {
     1454          break;
     1455        }
     1456        if (type_map[_graph.target(arc)] == 3) {
     1457          type_map[_graph.target(arc)] = 4;
     1458
     1459          arc = arc_lists[_graph.oppositeArc(arc)].next;
     1460          st.push_back(arc);
     1461        } else {
     1462          st.pop_back();
     1463          arc = arc_lists[arc].next;
     1464
     1465          while (!st.empty() && _graph.oppositeArc(arc) == st.back()) {
     1466            arc = st.back();
     1467            st.pop_back();
     1468            arc = arc_lists[arc].next;
     1469          }
     1470          st.push_back(arc);
     1471        }
     1472      }
     1473
     1474      for (int i = 1; i < int(st.size()); ++i) {
     1475        ppath.push_back(st[i]);
     1476      }
     1477    }
     1478
     1479
     1480    int markExternalPath(Node node, OrderMap& order_map,
     1481                         ChildLists& child_lists, PredMap& pred_map,
     1482                         AncestorMap& ancestor_map, LowMap& low_map) {
     1483      int lp = lowPoint(node, order_map, child_lists,
     1484                        ancestor_map, low_map);
     1485
     1486      if (ancestor_map[node] != lp) {
     1487        node = child_lists[node].first;
     1488        _kuratowski[pred_map[node]] = true;
     1489
     1490        while (ancestor_map[node] != lp) {
     1491          for (OutArcIt e(_graph, node); e != INVALID; ++e) {
     1492            Node tnode = _graph.target(e);
     1493            if (order_map[tnode] > order_map[node] && low_map[tnode] == lp) {
     1494              node = tnode;
     1495              _kuratowski[e] = true;
     1496              break;
     1497            }
     1498          }
     1499        }
     1500      }
     1501
     1502      for (OutArcIt e(_graph, node); e != INVALID; ++e) {
     1503        if (order_map[_graph.target(e)] == lp) {
     1504          _kuratowski[e] = true;
     1505          break;
     1506        }
     1507      }
     1508
     1509      return lp;
     1510    }
     1511
     1512    void markPertinentPath(Node node, OrderMap& order_map,
     1513                           NodeData& node_data, ArcLists& arc_lists,
     1514                           EmbedArc& embed_arc, MergeRoots& merge_roots) {
     1515      while (embed_arc[node] == INVALID) {
     1516        int n = merge_roots[node].front();
     1517        Arc arc = node_data[n].first;
     1518
     1519        _kuratowski.set(arc, true);
     1520
     1521        Node pred = node;
     1522        node = _graph.target(arc);
     1523        while (!pertinent(node, embed_arc, merge_roots)) {
     1524          arc = node_data[order_map[node]].first;
     1525          if (_graph.target(arc) == pred) {
     1526            arc = arc_lists[arc].next;
     1527          }
     1528          _kuratowski.set(arc, true);
     1529          pred = node;
     1530          node = _graph.target(arc);
     1531        }
     1532      }
     1533      _kuratowski.set(embed_arc[node], true);
     1534    }
     1535
     1536    void markPredPath(Node node, Node snode, PredMap& pred_map) {
     1537      while (node != snode) {
     1538        _kuratowski.set(pred_map[node], true);
     1539        node = _graph.source(pred_map[node]);
     1540      }
     1541    }
     1542
     1543    void markFacePath(Node ynode, Node xnode,
     1544                      OrderMap& order_map, NodeData& node_data) {
     1545      Arc arc = node_data[order_map[ynode]].first;
     1546      Node node = _graph.target(arc);
     1547      _kuratowski.set(arc, true);
     1548
     1549      while (node != xnode) {
     1550        arc = node_data[order_map[node]].first;
     1551        _kuratowski.set(arc, true);
     1552        node = _graph.target(arc);
     1553      }
     1554    }
     1555
     1556    void markInternalPath(std::vector<Arc>& path) {
     1557      for (int i = 0; i < int(path.size()); ++i) {
     1558        _kuratowski.set(path[i], true);
     1559      }
     1560    }
     1561
     1562    void markPilePath(std::vector<Arc>& path) {
     1563      for (int i = 0; i < int(path.size()); ++i) {
     1564        _kuratowski.set(path[i], true);
     1565      }
     1566    }
     1567
     1568    void isolateKuratowski(Arc arc, NodeData& node_data,
     1569                           ArcLists& arc_lists, FlipMap& flip_map,
     1570                           OrderMap& order_map, OrderList& order_list,
     1571                           PredMap& pred_map, ChildLists& child_lists,
     1572                           AncestorMap& ancestor_map, LowMap& low_map,
     1573                           EmbedArc& embed_arc, MergeRoots& merge_roots) {
     1574
     1575      Node root = _graph.source(arc);
     1576      Node enode = _graph.target(arc);
     1577
     1578      int rorder = order_map[root];
     1579
     1580      TypeMap type_map(_graph, 0);
     1581
     1582      int rn = findComponentRoot(root, enode, child_lists,
     1583                                 order_map, order_list);
     1584
     1585      Node xnode = order_list[node_data[rn].next];
     1586      Node ynode = order_list[node_data[rn].prev];
     1587
     1588      // Minor-A
     1589      {
     1590        while (!merge_roots[xnode].empty() || !merge_roots[ynode].empty()) {
     1591
     1592          if (!merge_roots[xnode].empty()) {
     1593            root = xnode;
     1594            rn = merge_roots[xnode].front();
     1595          } else {
     1596            root = ynode;
     1597            rn = merge_roots[ynode].front();
     1598          }
     1599
     1600          xnode = order_list[node_data[rn].next];
     1601          ynode = order_list[node_data[rn].prev];
     1602        }
     1603
     1604        if (root != _graph.source(arc)) {
     1605          orientComponent(root, rn, order_map, pred_map,
     1606                          node_data, arc_lists, flip_map, type_map);
     1607          markFacePath(root, root, order_map, node_data);
     1608          int xlp = markExternalPath(xnode, order_map, child_lists,
     1609                                     pred_map, ancestor_map, low_map);
     1610          int ylp = markExternalPath(ynode, order_map, child_lists,
     1611                                     pred_map, ancestor_map, low_map);
     1612          markPredPath(root, order_list[xlp < ylp ? xlp : ylp], pred_map);
     1613          Node lwnode = findPertinent(ynode, order_map, node_data,
     1614                                      embed_arc, merge_roots);
     1615
     1616          markPertinentPath(lwnode, order_map, node_data, arc_lists,
     1617                            embed_arc, merge_roots);
     1618
     1619          return;
     1620        }
     1621      }
     1622
     1623      orientComponent(root, rn, order_map, pred_map,
     1624                      node_data, arc_lists, flip_map, type_map);
     1625
     1626      Node wnode = findPertinent(ynode, order_map, node_data,
     1627                                 embed_arc, merge_roots);
     1628      setFaceFlags(root, wnode, ynode, xnode, order_map, node_data, type_map);
     1629
     1630
     1631      //Minor-B
     1632      if (!merge_roots[wnode].empty()) {
     1633        int cn = merge_roots[wnode].back();
     1634        Node rep = order_list[cn - order_list.size()];
     1635        if (low_map[rep] < rorder) {
     1636          markFacePath(root, root, order_map, node_data);
     1637          int xlp = markExternalPath(xnode, order_map, child_lists,
     1638                                     pred_map, ancestor_map, low_map);
     1639          int ylp = markExternalPath(ynode, order_map, child_lists,
     1640                                     pred_map, ancestor_map, low_map);
     1641
     1642          Node lwnode, lznode;
     1643          markCommonPath(wnode, rorder, lwnode, lznode, order_list,
     1644                         order_map, node_data, arc_lists, embed_arc,
     1645                         merge_roots, child_lists, ancestor_map, low_map);
     1646
     1647          markPertinentPath(lwnode, order_map, node_data, arc_lists,
     1648                            embed_arc, merge_roots);
     1649          int zlp = markExternalPath(lznode, order_map, child_lists,
     1650                                     pred_map, ancestor_map, low_map);
     1651
     1652          int minlp = xlp < ylp ? xlp : ylp;
     1653          if (zlp < minlp) minlp = zlp;
     1654
     1655          int maxlp = xlp > ylp ? xlp : ylp;
     1656          if (zlp > maxlp) maxlp = zlp;
     1657
     1658          markPredPath(order_list[maxlp], order_list[minlp], pred_map);
     1659
     1660          return;
     1661        }
     1662      }
     1663
     1664      Node pxnode, pynode;
     1665      std::vector<Arc> ipath;
     1666      findInternalPath(ipath, wnode, root, type_map, order_map,
     1667                       node_data, arc_lists);
     1668      setInternalFlags(ipath, type_map);
     1669      pynode = _graph.source(ipath.front());
     1670      pxnode = _graph.target(ipath.back());
     1671
     1672      wnode = findPertinent(pynode, order_map, node_data,
     1673                            embed_arc, merge_roots);
     1674
     1675      // Minor-C
     1676      {
     1677        if (type_map[_graph.source(ipath.front())] == HIGHY) {
     1678          if (type_map[_graph.target(ipath.back())] == HIGHX) {
     1679            markFacePath(xnode, pxnode, order_map, node_data);
     1680          }
     1681          markFacePath(root, xnode, order_map, node_data);
     1682          markPertinentPath(wnode, order_map, node_data, arc_lists,
     1683                            embed_arc, merge_roots);
     1684          markInternalPath(ipath);
     1685          int xlp = markExternalPath(xnode, order_map, child_lists,
     1686                                     pred_map, ancestor_map, low_map);
     1687          int ylp = markExternalPath(ynode, order_map, child_lists,
     1688                                     pred_map, ancestor_map, low_map);
     1689          markPredPath(root, order_list[xlp < ylp ? xlp : ylp], pred_map);
     1690          return;
     1691        }
     1692
     1693        if (type_map[_graph.target(ipath.back())] == HIGHX) {
     1694          markFacePath(ynode, root, order_map, node_data);
     1695          markPertinentPath(wnode, order_map, node_data, arc_lists,
     1696                            embed_arc, merge_roots);
     1697          markInternalPath(ipath);
     1698          int xlp = markExternalPath(xnode, order_map, child_lists,
     1699                                     pred_map, ancestor_map, low_map);
     1700          int ylp = markExternalPath(ynode, order_map, child_lists,
     1701                                     pred_map, ancestor_map, low_map);
     1702          markPredPath(root, order_list[xlp < ylp ? xlp : ylp], pred_map);
     1703          return;
     1704        }
     1705      }
     1706
     1707      std::vector<Arc> ppath;
     1708      findPilePath(ppath, root, type_map, order_map, node_data, arc_lists);
     1709
     1710      // Minor-D
     1711      if (!ppath.empty()) {
     1712        markFacePath(ynode, xnode, order_map, node_data);
     1713        markPertinentPath(wnode, order_map, node_data, arc_lists,
     1714                          embed_arc, merge_roots);
     1715        markPilePath(ppath);
     1716        markInternalPath(ipath);
     1717        int xlp = markExternalPath(xnode, order_map, child_lists,
     1718                                   pred_map, ancestor_map, low_map);
     1719        int ylp = markExternalPath(ynode, order_map, child_lists,
     1720                                   pred_map, ancestor_map, low_map);
     1721        markPredPath(root, order_list[xlp < ylp ? xlp : ylp], pred_map);
     1722        return;
     1723      }
     1724
     1725      // Minor-E*
     1726      {
     1727
     1728        if (!external(wnode, rorder, child_lists, ancestor_map, low_map)) {
     1729          Node znode = findExternal(pynode, rorder, order_map,
     1730                                    child_lists, ancestor_map,
     1731                                    low_map, node_data);
     1732
     1733          if (type_map[znode] == LOWY) {
     1734            markFacePath(root, xnode, order_map, node_data);
     1735            markPertinentPath(wnode, order_map, node_data, arc_lists,
     1736                              embed_arc, merge_roots);
     1737            markInternalPath(ipath);
     1738            int xlp = markExternalPath(xnode, order_map, child_lists,
     1739                                       pred_map, ancestor_map, low_map);
     1740            int zlp = markExternalPath(znode, order_map, child_lists,
     1741                                       pred_map, ancestor_map, low_map);
     1742            markPredPath(root, order_list[xlp < zlp ? xlp : zlp], pred_map);
     1743          } else {
     1744            markFacePath(ynode, root, order_map, node_data);
     1745            markPertinentPath(wnode, order_map, node_data, arc_lists,
     1746                              embed_arc, merge_roots);
     1747            markInternalPath(ipath);
     1748            int ylp = markExternalPath(ynode, order_map, child_lists,
     1749                                       pred_map, ancestor_map, low_map);
     1750            int zlp = markExternalPath(znode, order_map, child_lists,
     1751                                       pred_map, ancestor_map, low_map);
     1752            markPredPath(root, order_list[ylp < zlp ? ylp : zlp], pred_map);
     1753          }
     1754          return;
     1755        }
     1756
     1757        int xlp = markExternalPath(xnode, order_map, child_lists,
     1758                                   pred_map, ancestor_map, low_map);
     1759        int ylp = markExternalPath(ynode, order_map, child_lists,
     1760                                   pred_map, ancestor_map, low_map);
     1761        int wlp = markExternalPath(wnode, order_map, child_lists,
     1762                                   pred_map, ancestor_map, low_map);
     1763
     1764        if (wlp > xlp && wlp > ylp) {
     1765          markFacePath(root, root, order_map, node_data);
     1766          markPredPath(root, order_list[xlp < ylp ? xlp : ylp], pred_map);
     1767          return;
     1768        }
     1769
     1770        markInternalPath(ipath);
     1771        markPertinentPath(wnode, order_map, node_data, arc_lists,
     1772                          embed_arc, merge_roots);
     1773
     1774        if (xlp > ylp && xlp > wlp) {
     1775          markFacePath(root, pynode, order_map, node_data);
     1776          markFacePath(wnode, xnode, order_map, node_data);
     1777          markPredPath(root, order_list[ylp < wlp ? ylp : wlp], pred_map);
     1778          return;
     1779        }
     1780
     1781        if (ylp > xlp && ylp > wlp) {
     1782          markFacePath(pxnode, root, order_map, node_data);
     1783          markFacePath(ynode, wnode, order_map, node_data);
     1784          markPredPath(root, order_list[xlp < wlp ? xlp : wlp], pred_map);
     1785          return;
     1786        }
     1787
     1788        if (pynode != ynode) {
     1789          markFacePath(pxnode, wnode, order_map, node_data);
     1790
     1791          int minlp = xlp < ylp ? xlp : ylp;
     1792          if (wlp < minlp) minlp = wlp;
     1793
     1794          int maxlp = xlp > ylp ? xlp : ylp;
     1795          if (wlp > maxlp) maxlp = wlp;
     1796
     1797          markPredPath(order_list[maxlp], order_list[minlp], pred_map);
     1798          return;
     1799        }
     1800
     1801        if (pxnode != xnode) {
     1802          markFacePath(wnode, pynode, order_map, node_data);
     1803
     1804          int minlp = xlp < ylp ? xlp : ylp;
     1805          if (wlp < minlp) minlp = wlp;
     1806
     1807          int maxlp = xlp > ylp ? xlp : ylp;
     1808          if (wlp > maxlp) maxlp = wlp;
     1809
     1810          markPredPath(order_list[maxlp], order_list[minlp], pred_map);
     1811          return;
     1812        }
     1813
     1814        markFacePath(root, root, order_map, node_data);
     1815        int minlp = xlp < ylp ? xlp : ylp;
     1816        if (wlp < minlp) minlp = wlp;
     1817        markPredPath(root, order_list[minlp], pred_map);
     1818        return;
     1819      }
     1820
     1821    }
     1822
     1823  };
     1824
     1825  namespace _planarity_bits {
     1826
     1827    template <typename Graph, typename EmbeddingMap>
     1828    void makeConnected(Graph& graph, EmbeddingMap& embedding) {
     1829      DfsVisitor<Graph> null_visitor;
     1830      DfsVisit<Graph, DfsVisitor<Graph> > dfs(graph, null_visitor);
     1831      dfs.init();
     1832
     1833      typename Graph::Node u = INVALID;
     1834      for (typename Graph::NodeIt n(graph); n != INVALID; ++n) {
     1835        if (!dfs.reached(n)) {
     1836          dfs.addSource(n);
     1837          dfs.start();
     1838          if (u == INVALID) {
     1839            u = n;
     1840          } else {
     1841            typename Graph::Node v = n;
     1842
     1843            typename Graph::Arc ue = typename Graph::OutArcIt(graph, u);
     1844            typename Graph::Arc ve = typename Graph::OutArcIt(graph, v);
     1845
     1846            typename Graph::Arc e = graph.direct(graph.addEdge(u, v), true);
     1847
     1848            if (ue != INVALID) {
     1849              embedding[e] = embedding[ue];
     1850              embedding[ue] = e;
     1851            } else {
     1852              embedding[e] = e;
     1853            }
     1854
     1855            if (ve != INVALID) {
     1856              embedding[graph.oppositeArc(e)] = embedding[ve];
     1857              embedding[ve] = graph.oppositeArc(e);
     1858            } else {
     1859              embedding[graph.oppositeArc(e)] = graph.oppositeArc(e);
     1860            }
     1861          }
     1862        }
     1863      }
     1864    }
     1865
     1866    template <typename Graph, typename EmbeddingMap>
     1867    void makeBiNodeConnected(Graph& graph, EmbeddingMap& embedding) {
     1868      typename Graph::template ArcMap<bool> processed(graph);
     1869
     1870      std::vector<typename Graph::Arc> arcs;
     1871      for (typename Graph::ArcIt e(graph); e != INVALID; ++e) {
     1872        arcs.push_back(e);
     1873      }
     1874
     1875      IterableBoolMap<Graph, typename Graph::Node> visited(graph, false);
     1876
     1877      for (int i = 0; i < int(arcs.size()); ++i) {
     1878        typename Graph::Arc pp = arcs[i];
     1879        if (processed[pp]) continue;
     1880
     1881        typename Graph::Arc e = embedding[graph.oppositeArc(pp)];
     1882        processed[e] = true;
     1883        visited.set(graph.source(e), true);
     1884
     1885        typename Graph::Arc p = e, l = e;
     1886        e = embedding[graph.oppositeArc(e)];
     1887
     1888        while (e != l) {
     1889          processed[e] = true;
     1890
     1891          if (visited[graph.source(e)]) {
     1892
     1893            typename Graph::Arc n =
     1894              graph.direct(graph.addEdge(graph.source(p),
     1895                                           graph.target(e)), true);
     1896            embedding[n] = p;
     1897            embedding[graph.oppositeArc(pp)] = n;
     1898
     1899            embedding[graph.oppositeArc(n)] =
     1900              embedding[graph.oppositeArc(e)];
     1901            embedding[graph.oppositeArc(e)] =
     1902              graph.oppositeArc(n);
     1903
     1904            p = n;
     1905            e = embedding[graph.oppositeArc(n)];
     1906          } else {
     1907            visited.set(graph.source(e), true);
     1908            pp = p;
     1909            p = e;
     1910            e = embedding[graph.oppositeArc(e)];
     1911          }
     1912        }
     1913        visited.setAll(false);
     1914      }
     1915    }
     1916
     1917
     1918    template <typename Graph, typename EmbeddingMap>
     1919    void makeMaxPlanar(Graph& graph, EmbeddingMap& embedding) {
     1920
     1921      typename Graph::template NodeMap<int> degree(graph);
     1922
     1923      for (typename Graph::NodeIt n(graph); n != INVALID; ++n) {
     1924        degree[n] = countIncEdges(graph, n);
     1925      }
     1926
     1927      typename Graph::template ArcMap<bool> processed(graph);
     1928      IterableBoolMap<Graph, typename Graph::Node> visited(graph, false);
     1929
     1930      std::vector<typename Graph::Arc> arcs;
     1931      for (typename Graph::ArcIt e(graph); e != INVALID; ++e) {
     1932        arcs.push_back(e);
     1933      }
     1934
     1935      for (int i = 0; i < int(arcs.size()); ++i) {
     1936        typename Graph::Arc e = arcs[i];
     1937
     1938        if (processed[e]) continue;
     1939        processed[e] = true;
     1940
     1941        typename Graph::Arc mine = e;
     1942        int mind = degree[graph.source(e)];
     1943
     1944        int face_size = 1;
     1945
     1946        typename Graph::Arc l = e;
     1947        e = embedding[graph.oppositeArc(e)];
     1948        while (l != e) {
     1949          processed[e] = true;
     1950
     1951          ++face_size;
     1952
     1953          if (degree[graph.source(e)] < mind) {
     1954            mine = e;
     1955            mind = degree[graph.source(e)];
     1956          }
     1957
     1958          e = embedding[graph.oppositeArc(e)];
     1959        }
     1960
     1961        if (face_size < 4) {
     1962          continue;
     1963        }
     1964
     1965        typename Graph::Node s = graph.source(mine);
     1966        for (typename Graph::OutArcIt e(graph, s); e != INVALID; ++e) {
     1967          visited.set(graph.target(e), true);
     1968        }
     1969
     1970        typename Graph::Arc oppe = INVALID;
     1971
     1972        e = embedding[graph.oppositeArc(mine)];
     1973        e = embedding[graph.oppositeArc(e)];
     1974        while (graph.target(e) != s) {
     1975          if (visited[graph.source(e)]) {
     1976            oppe = e;
     1977            break;
     1978          }
     1979          e = embedding[graph.oppositeArc(e)];
     1980        }
     1981        visited.setAll(false);
     1982
     1983        if (oppe == INVALID) {
     1984
     1985          e = embedding[graph.oppositeArc(mine)];
     1986          typename Graph::Arc pn = mine, p = e;
     1987
     1988          e = embedding[graph.oppositeArc(e)];
     1989          while (graph.target(e) != s) {
     1990            typename Graph::Arc n =
     1991              graph.direct(graph.addEdge(s, graph.source(e)), true);
     1992
     1993            embedding[n] = pn;
     1994            embedding[graph.oppositeArc(n)] = e;
     1995            embedding[graph.oppositeArc(p)] = graph.oppositeArc(n);
     1996
     1997            pn = n;
     1998
     1999            p = e;
     2000            e = embedding[graph.oppositeArc(e)];
     2001          }
     2002
     2003          embedding[graph.oppositeArc(e)] = pn;
     2004
     2005        } else {
     2006
     2007          mine = embedding[graph.oppositeArc(mine)];
     2008          s = graph.source(mine);
     2009          oppe = embedding[graph.oppositeArc(oppe)];
     2010          typename Graph::Node t = graph.source(oppe);
     2011
     2012          typename Graph::Arc ce = graph.direct(graph.addEdge(s, t), true);
     2013          embedding[ce] = mine;
     2014          embedding[graph.oppositeArc(ce)] = oppe;
     2015
     2016          typename Graph::Arc pn = ce, p = oppe;
     2017          e = embedding[graph.oppositeArc(oppe)];
     2018          while (graph.target(e) != s) {
     2019            typename Graph::Arc n =
     2020              graph.direct(graph.addEdge(s, graph.source(e)), true);
     2021
     2022            embedding[n] = pn;
     2023            embedding[graph.oppositeArc(n)] = e;
     2024            embedding[graph.oppositeArc(p)] = graph.oppositeArc(n);
     2025
     2026            pn = n;
     2027
     2028            p = e;
     2029            e = embedding[graph.oppositeArc(e)];
     2030
     2031          }
     2032          embedding[graph.oppositeArc(e)] = pn;
     2033
     2034          pn = graph.oppositeArc(ce), p = mine;
     2035          e = embedding[graph.oppositeArc(mine)];
     2036          while (graph.target(e) != t) {
     2037            typename Graph::Arc n =
     2038              graph.direct(graph.addEdge(t, graph.source(e)), true);
     2039
     2040            embedding[n] = pn;
     2041            embedding[graph.oppositeArc(n)] = e;
     2042            embedding[graph.oppositeArc(p)] = graph.oppositeArc(n);
     2043
     2044            pn = n;
     2045
     2046            p = e;
     2047            e = embedding[graph.oppositeArc(e)];
     2048
     2049          }
     2050          embedding[graph.oppositeArc(e)] = pn;
     2051        }
     2052      }
     2053    }
     2054
     2055  }
     2056
     2057  /// \ingroup planar
     2058  ///
     2059  /// \brief Schnyder's planar drawing algorithm
     2060  ///
     2061  /// The planar drawing algorithm calculates positions for the nodes
     2062  /// in the plane which coordinates satisfy that if the arcs are
     2063  /// represented with straight lines then they will not intersect
     2064  /// each other.
     2065  ///
     2066  /// Scnyder's algorithm embeds the graph on \c (n-2,n-2) size grid,
     2067  /// i.e. each node will be located in the \c [0,n-2]x[0,n-2] square.
     2068  /// The time complexity of the algorithm is O(n).
     2069  template <typename Graph>
     2070  class PlanarDrawing {
     2071  public:
     2072
     2073    TEMPLATE_GRAPH_TYPEDEFS(Graph);
     2074
     2075    /// \brief The point type for store coordinates
     2076    typedef dim2::Point<int> Point;
     2077    /// \brief The map type for store coordinates
     2078    typedef typename Graph::template NodeMap<Point> PointMap;
     2079
     2080
     2081    /// \brief Constructor
     2082    ///
     2083    /// Constructor
     2084    /// \pre The graph should be simple, i.e. loop and parallel arc free.
     2085    PlanarDrawing(const Graph& graph)
     2086      : _graph(graph), _point_map(graph) {}
     2087
     2088  private:
     2089
     2090    template <typename AuxGraph, typename AuxEmbeddingMap>
     2091    void drawing(const AuxGraph& graph,
     2092                 const AuxEmbeddingMap& next,
     2093                 PointMap& point_map) {
     2094      TEMPLATE_GRAPH_TYPEDEFS(AuxGraph);
     2095
     2096      typename AuxGraph::template ArcMap<Arc> prev(graph);
     2097
     2098      for (NodeIt n(graph); n != INVALID; ++n) {
     2099        Arc e = OutArcIt(graph, n);
     2100
     2101        Arc p = e, l = e;
     2102
     2103        e = next[e];
     2104        while (e != l) {
     2105          prev[e] = p;
     2106          p = e;
     2107          e = next[e];
     2108        }
     2109        prev[e] = p;
     2110      }
     2111
     2112      Node anode, bnode, cnode;
     2113
     2114      {
     2115        Arc e = ArcIt(graph);
     2116        anode = graph.source(e);
     2117        bnode = graph.target(e);
     2118        cnode = graph.target(next[graph.oppositeArc(e)]);
     2119      }
     2120
     2121      IterableBoolMap<AuxGraph, Node> proper(graph, false);
     2122      typename AuxGraph::template NodeMap<int> conn(graph, -1);
     2123
     2124      conn[anode] = conn[bnode] = -2;
     2125      {
     2126        for (OutArcIt e(graph, anode); e != INVALID; ++e) {
     2127          Node m = graph.target(e);
     2128          if (conn[m] == -1) {
     2129            conn[m] = 1;
     2130          }
     2131        }
     2132        conn[cnode] = 2;
     2133
     2134        for (OutArcIt e(graph, bnode); e != INVALID; ++e) {
     2135          Node m = graph.target(e);
     2136          if (conn[m] == -1) {
     2137            conn[m] = 1;
     2138          } else if (conn[m] != -2) {
     2139            conn[m] += 1;
     2140            Arc pe = graph.oppositeArc(e);
     2141            if (conn[graph.target(next[pe])] == -2) {
     2142              conn[m] -= 1;
     2143            }
     2144            if (conn[graph.target(prev[pe])] == -2) {
     2145              conn[m] -= 1;
     2146            }
     2147
     2148            proper.set(m, conn[m] == 1);
     2149          }
     2150        }
     2151      }
     2152
     2153
     2154      typename AuxGraph::template ArcMap<int> angle(graph, -1);
     2155
     2156      while (proper.trueNum() != 0) {
     2157        Node n = typename IterableBoolMap<AuxGraph, Node>::TrueIt(proper);
     2158        proper.set(n, false);
     2159        conn[n] = -2;
     2160
     2161        for (OutArcIt e(graph, n); e != INVALID; ++e) {
     2162          Node m = graph.target(e);
     2163          if (conn[m] == -1) {
     2164            conn[m] = 1;
     2165          } else if (conn[m] != -2) {
     2166            conn[m] += 1;
     2167            Arc pe = graph.oppositeArc(e);
     2168            if (conn[graph.target(next[pe])] == -2) {
     2169              conn[m] -= 1;
     2170            }
     2171            if (conn[graph.target(prev[pe])] == -2) {
     2172              conn[m] -= 1;
     2173            }
     2174
     2175            proper.set(m, conn[m] == 1);
     2176          }
     2177        }
     2178
     2179        {
     2180          Arc e = OutArcIt(graph, n);
     2181          Arc p = e, l = e;
     2182
     2183          e = next[e];
     2184          while (e != l) {
     2185
     2186            if (conn[graph.target(e)] == -2 && conn[graph.target(p)] == -2) {
     2187              Arc f = e;
     2188              angle[f] = 0;
     2189              f = next[graph.oppositeArc(f)];
     2190              angle[f] = 1;
     2191              f = next[graph.oppositeArc(f)];
     2192              angle[f] = 2;
     2193            }
     2194
     2195            p = e;
     2196            e = next[e];
     2197          }
     2198
     2199          if (conn[graph.target(e)] == -2 && conn[graph.target(p)] == -2) {
     2200            Arc f = e;
     2201            angle[f] = 0;
     2202            f = next[graph.oppositeArc(f)];
     2203            angle[f] = 1;
     2204            f = next[graph.oppositeArc(f)];
     2205            angle[f] = 2;
     2206          }
     2207        }
     2208      }
     2209
     2210      typename AuxGraph::template NodeMap<Node> apred(graph, INVALID);
     2211      typename AuxGraph::template NodeMap<Node> bpred(graph, INVALID);
     2212      typename AuxGraph::template NodeMap<Node> cpred(graph, INVALID);
     2213
     2214      typename AuxGraph::template NodeMap<int> apredid(graph, -1);
     2215      typename AuxGraph::template NodeMap<int> bpredid(graph, -1);
     2216      typename AuxGraph::template NodeMap<int> cpredid(graph, -1);
     2217
     2218      for (ArcIt e(graph); e != INVALID; ++e) {
     2219        if (angle[e] == angle[next[e]]) {
     2220          switch (angle[e]) {
     2221          case 2:
     2222            apred[graph.target(e)] = graph.source(e);
     2223            apredid[graph.target(e)] = graph.id(graph.source(e));
     2224            break;
     2225          case 1:
     2226            bpred[graph.target(e)] = graph.source(e);
     2227            bpredid[graph.target(e)] = graph.id(graph.source(e));
     2228            break;
     2229          case 0:
     2230            cpred[graph.target(e)] = graph.source(e);
     2231            cpredid[graph.target(e)] = graph.id(graph.source(e));
     2232            break;
     2233          }
     2234        }
     2235      }
     2236
     2237      cpred[anode] = INVALID;
     2238      cpred[bnode] = INVALID;
     2239
     2240      std::vector<Node> aorder, border, corder;
     2241
     2242      {
     2243        typename AuxGraph::template NodeMap<bool> processed(graph, false);
     2244        std::vector<Node> st;
     2245        for (NodeIt n(graph); n != INVALID; ++n) {
     2246          if (!processed[n] && n != bnode && n != cnode) {
     2247            st.push_back(n);
     2248            processed[n] = true;
     2249            Node m = apred[n];
     2250            while (m != INVALID && !processed[m]) {
     2251              st.push_back(m);
     2252              processed[m] = true;
     2253              m = apred[m];
     2254            }
     2255            while (!st.empty()) {
     2256              aorder.push_back(st.back());
     2257              st.pop_back();
     2258            }
     2259          }
     2260        }
     2261      }
     2262
     2263      {
     2264        typename AuxGraph::template NodeMap<bool> processed(graph, false);
     2265        std::vector<Node> st;
     2266        for (NodeIt n(graph); n != INVALID; ++n) {
     2267          if (!processed[n] && n != cnode && n != anode) {
     2268            st.push_back(n);
     2269            processed[n] = true;
     2270            Node m = bpred[n];
     2271            while (m != INVALID && !processed[m]) {
     2272              st.push_back(m);
     2273              processed[m] = true;
     2274              m = bpred[m];
     2275            }
     2276            while (!st.empty()) {
     2277              border.push_back(st.back());
     2278              st.pop_back();
     2279            }
     2280          }
     2281        }
     2282      }
     2283
     2284      {
     2285        typename AuxGraph::template NodeMap<bool> processed(graph, false);
     2286        std::vector<Node> st;
     2287        for (NodeIt n(graph); n != INVALID; ++n) {
     2288          if (!processed[n] && n != anode && n != bnode) {
     2289            st.push_back(n);
     2290            processed[n] = true;
     2291            Node m = cpred[n];
     2292            while (m != INVALID && !processed[m]) {
     2293              st.push_back(m);
     2294              processed[m] = true;
     2295              m = cpred[m];
     2296            }
     2297            while (!st.empty()) {
     2298              corder.push_back(st.back());
     2299              st.pop_back();
     2300            }
     2301          }
     2302        }
     2303      }
     2304
     2305      typename AuxGraph::template NodeMap<int> atree(graph, 0);
     2306      for (int i = aorder.size() - 1; i >= 0; --i) {
     2307        Node n = aorder[i];
     2308        atree[n] = 1;
     2309        for (OutArcIt e(graph, n); e != INVALID; ++e) {
     2310          if (apred[graph.target(e)] == n) {
     2311            atree[n] += atree[graph.target(e)];
     2312          }
     2313        }
     2314      }
     2315
     2316      typename AuxGraph::template NodeMap<int> btree(graph, 0);
     2317      for (int i = border.size() - 1; i >= 0; --i) {
     2318        Node n = border[i];
     2319        btree[n] = 1;
     2320        for (OutArcIt e(graph, n); e != INVALID; ++e) {
     2321          if (bpred[graph.target(e)] == n) {
     2322            btree[n] += btree[graph.target(e)];
     2323          }
     2324        }
     2325      }
     2326
     2327      typename AuxGraph::template NodeMap<int> apath(graph, 0);
     2328      apath[bnode] = apath[cnode] = 1;
     2329      typename AuxGraph::template NodeMap<int> apath_btree(graph, 0);
     2330      apath_btree[bnode] = btree[bnode];
     2331      for (int i = 1; i < int(aorder.size()); ++i) {
     2332        Node n = aorder[i];
     2333        apath[n] = apath[apred[n]] + 1;
     2334        apath_btree[n] = btree[n] + apath_btree[apred[n]];
     2335      }
     2336
     2337      typename AuxGraph::template NodeMap<int> bpath_atree(graph, 0);
     2338      bpath_atree[anode] = atree[anode];
     2339      for (int i = 1; i < int(border.size()); ++i) {
     2340        Node n = border[i];
     2341        bpath_atree[n] = atree[n] + bpath_atree[bpred[n]];
     2342      }
     2343
     2344      typename AuxGraph::template NodeMap<int> cpath(graph, 0);
     2345      cpath[anode] = cpath[bnode] = 1;
     2346      typename AuxGraph::template NodeMap<int> cpath_atree(graph, 0);
     2347      cpath_atree[anode] = atree[anode];
     2348      typename AuxGraph::template NodeMap<int> cpath_btree(graph, 0);
     2349      cpath_btree[bnode] = btree[bnode];
     2350      for (int i = 1; i < int(corder.size()); ++i) {
     2351        Node n = corder[i];
     2352        cpath[n] = cpath[cpred[n]] + 1;
     2353        cpath_atree[n] = atree[n] + cpath_atree[cpred[n]];
     2354        cpath_btree[n] = btree[n] + cpath_btree[cpred[n]];
     2355      }
     2356
     2357      typename AuxGraph::template NodeMap<int> third(graph);
     2358      for (NodeIt n(graph); n != INVALID; ++n) {
     2359        point_map[n].x =
     2360          bpath_atree[n] + cpath_atree[n] - atree[n] - cpath[n] + 1;
     2361        point_map[n].y =
     2362          cpath_btree[n] + apath_btree[n] - btree[n] - apath[n] + 1;
     2363      }
     2364
     2365    }
     2366
     2367  public:
     2368
     2369    /// \brief Calculates the node positions
     2370    ///
     2371    /// This function calculates the node positions.
     2372    /// \return %True if the graph is planar.
     2373    bool run() {
     2374      PlanarEmbedding<Graph> pe(_graph);
     2375      if (!pe.run()) return false;
     2376
     2377      run(pe);
     2378      return true;
     2379    }
     2380
     2381    /// \brief Calculates the node positions according to a
     2382    /// combinatorical embedding
     2383    ///
     2384    /// This function calculates the node locations. The \c embedding
     2385    /// parameter should contain a valid combinatorical embedding, i.e.
     2386    /// a valid cyclic order of the arcs.
     2387    template <typename EmbeddingMap>
     2388    void run(const EmbeddingMap& embedding) {
     2389      typedef SmartEdgeSet<Graph> AuxGraph;
     2390
     2391      if (3 * countNodes(_graph) - 6 == countEdges(_graph)) {
     2392        drawing(_graph, embedding, _point_map);
     2393        return;
     2394      }
     2395
     2396      AuxGraph aux_graph(_graph);
     2397      typename AuxGraph::template ArcMap<typename AuxGraph::Arc>
     2398        aux_embedding(aux_graph);
     2399
     2400      {
     2401
     2402        typename Graph::template EdgeMap<typename AuxGraph::Edge>
     2403          ref(_graph);
     2404
     2405        for (EdgeIt e(_graph); e != INVALID; ++e) {
     2406          ref[e] = aux_graph.addEdge(_graph.u(e), _graph.v(e));
     2407        }
     2408
     2409        for (EdgeIt e(_graph); e != INVALID; ++e) {
     2410          Arc ee = embedding[_graph.direct(e, true)];
     2411          aux_embedding[aux_graph.direct(ref[e], true)] =
     2412            aux_graph.direct(ref[ee], _graph.direction(ee));
     2413          ee = embedding[_graph.direct(e, false)];
     2414          aux_embedding[aux_graph.direct(ref[e], false)] =
     2415            aux_graph.direct(ref[ee], _graph.direction(ee));
     2416        }
     2417      }
     2418      _planarity_bits::makeConnected(aux_graph, aux_embedding);
     2419      _planarity_bits::makeBiNodeConnected(aux_graph, aux_embedding);
     2420      _planarity_bits::makeMaxPlanar(aux_graph, aux_embedding);
     2421      drawing(aux_graph, aux_embedding, _point_map);
     2422    }
     2423
     2424    /// \brief The coordinate of the given node
     2425    ///
     2426    /// The coordinate of the given node.
     2427    Point operator[](const Node& node) const {
     2428      return _point_map[node];
     2429    }
     2430
     2431    /// \brief Returns the grid embedding in a \e NodeMap.
     2432    ///
     2433    /// Returns the grid embedding in a \e NodeMap of \c dim2::Point<int> .
     2434    const PointMap& coords() const {
     2435      return _point_map;
     2436    }
     2437
     2438  private:
     2439
     2440    const Graph& _graph;
     2441    PointMap _point_map;
     2442
     2443  };
     2444
     2445  namespace _planarity_bits {
     2446
     2447    template <typename ColorMap>
     2448    class KempeFilter {
     2449    public:
     2450      typedef typename ColorMap::Key Key;
     2451      typedef bool Value;
     2452
     2453      KempeFilter(const ColorMap& color_map,
     2454                  const typename ColorMap::Value& first,
     2455                  const typename ColorMap::Value& second)
     2456        : _color_map(color_map), _first(first), _second(second) {}
     2457
     2458      Value operator[](const Key& key) const {
     2459        return _color_map[key] == _first || _color_map[key] == _second;
     2460      }
     2461
     2462    private:
     2463      const ColorMap& _color_map;
     2464      typename ColorMap::Value _first, _second;
     2465    };
     2466  }
     2467
     2468  /// \ingroup planar
     2469  ///
     2470  /// \brief Coloring planar graphs
     2471  ///
     2472  /// The graph coloring problem is the coloring of the graph nodes
     2473  /// that there are not adjacent nodes with the same color. The
     2474  /// planar graphs can be always colored with four colors, it is
     2475  /// proved by Appel and Haken and their proofs provide a quadratic
     2476  /// time algorithm for four coloring, but it could not be used to
     2477  /// implement efficient algorithm. The five and six coloring can be
     2478  /// made in linear time, but in this class the five coloring has
     2479  /// quadratic worst case time complexity. The two coloring (if
     2480  /// possible) is solvable with a graph search algorithm and it is
     2481  /// implemented in \ref bipartitePartitions() function in LEMON. To
     2482  /// decide whether the planar graph is three colorable is
     2483  /// NP-complete.
     2484  ///
     2485  /// This class contains member functions for calculate colorings
     2486  /// with five and six colors. The six coloring algorithm is a simple
     2487  /// greedy coloring on the backward minimum outgoing order of nodes.
     2488  /// This order can be computed as in each phase the node with least
     2489  /// outgoing arcs to unprocessed nodes is chosen. This order
     2490  /// guarantees that when a node is chosen for coloring it has at
     2491  /// most five already colored adjacents. The five coloring algorithm
     2492  /// use the same method, but if the greedy approach fails to color
     2493  /// with five colors, i.e. the node has five already different
     2494  /// colored neighbours, it swaps the colors in one of the connected
     2495  /// two colored sets with the Kempe recoloring method.
     2496  template <typename Graph>
     2497  class PlanarColoring {
     2498  public:
     2499
     2500    TEMPLATE_GRAPH_TYPEDEFS(Graph);
     2501
     2502    /// \brief The map type for store color indexes
     2503    typedef typename Graph::template NodeMap<int> IndexMap;
     2504    /// \brief The map type for store colors
     2505    typedef ComposeMap<Palette, IndexMap> ColorMap;
     2506
     2507    /// \brief Constructor
     2508    ///
     2509    /// Constructor
     2510    /// \pre The graph should be simple, i.e. loop and parallel arc free.
     2511    PlanarColoring(const Graph& graph)
     2512      : _graph(graph), _color_map(graph), _palette(0) {
     2513      _palette.add(Color(1,0,0));
     2514      _palette.add(Color(0,1,0));
     2515      _palette.add(Color(0,0,1));
     2516      _palette.add(Color(1,1,0));
     2517      _palette.add(Color(1,0,1));
     2518      _palette.add(Color(0,1,1));
     2519    }
     2520
     2521    /// \brief Returns the \e NodeMap of color indexes
     2522    ///
     2523    /// Returns the \e NodeMap of color indexes. The values are in the
     2524    /// range \c [0..4] or \c [0..5] according to the coloring method.
     2525    IndexMap colorIndexMap() const {
     2526      return _color_map;
     2527    }
     2528
     2529    /// \brief Returns the \e NodeMap of colors
     2530    ///
     2531    /// Returns the \e NodeMap of colors. The values are five or six
     2532    /// distinct \ref lemon::Color "colors".
     2533    ColorMap colorMap() const {
     2534      return composeMap(_palette, _color_map);
     2535    }
     2536
     2537    /// \brief Returns the color index of the node
     2538    ///
     2539    /// Returns the color index of the node. The values are in the
     2540    /// range \c [0..4] or \c [0..5] according to the coloring method.
     2541    int colorIndex(const Node& node) const {
     2542      return _color_map[node];
     2543    }
     2544
     2545    /// \brief Returns the color of the node
     2546    ///
     2547    /// Returns the color of the node. The values are five or six
     2548    /// distinct \ref lemon::Color "colors".
     2549    Color color(const Node& node) const {
     2550      return _palette[_color_map[node]];
     2551    }
     2552
     2553
     2554    /// \brief Calculates a coloring with at most six colors
     2555    ///
     2556    /// This function calculates a coloring with at most six colors. The time
     2557    /// complexity of this variant is linear in the size of the graph.
     2558    /// \return %True when the algorithm could color the graph with six color.
     2559    /// If the algorithm fails, then the graph could not be planar.
     2560    /// \note This function can return true if the graph is not
     2561    /// planar but it can be colored with 6 colors.
     2562    bool runSixColoring() {
     2563
     2564      typename Graph::template NodeMap<int> heap_index(_graph, -1);
     2565      BucketHeap<typename Graph::template NodeMap<int> > heap(heap_index);
     2566
     2567      for (NodeIt n(_graph); n != INVALID; ++n) {
     2568        _color_map[n] = -2;
     2569        heap.push(n, countOutArcs(_graph, n));
     2570      }
     2571
     2572      std::vector<Node> order;
     2573
     2574      while (!heap.empty()) {
     2575        Node n = heap.top();
     2576        heap.pop();
     2577        _color_map[n] = -1;
     2578        order.push_back(n);
     2579        for (OutArcIt e(_graph, n); e != INVALID; ++e) {
     2580          Node t = _graph.runningNode(e);
     2581          if (_color_map[t] == -2) {
     2582            heap.decrease(t, heap[t] - 1);
     2583          }
     2584        }
     2585      }
     2586
     2587      for (int i = order.size() - 1; i >= 0; --i) {
     2588        std::vector<bool> forbidden(6, false);
     2589        for (OutArcIt e(_graph, order[i]); e != INVALID; ++e) {
     2590          Node t = _graph.runningNode(e);
     2591          if (_color_map[t] != -1) {
     2592            forbidden[_color_map[t]] = true;
     2593          }
     2594        }
     2595               for (int k = 0; k < 6; ++k) {
     2596          if (!forbidden[k]) {
     2597            _color_map[order[i]] = k;
     2598            break;
     2599          }
     2600        }
     2601        if (_color_map[order[i]] == -1) {
     2602          return false;
     2603        }
     2604      }
     2605      return true;
     2606    }
     2607
     2608  private:
     2609
     2610    bool recolor(const Node& u, const Node& v) {
     2611      int ucolor = _color_map[u];
     2612      int vcolor = _color_map[v];
     2613      typedef _planarity_bits::KempeFilter<IndexMap> KempeFilter;
     2614      KempeFilter filter(_color_map, ucolor, vcolor);
     2615
     2616      typedef FilterNodes<const Graph, const KempeFilter> KempeGraph;
     2617      KempeGraph kempe_graph(_graph, filter);
     2618
     2619      std::vector<Node> comp;
     2620      Bfs<KempeGraph> bfs(kempe_graph);
     2621      bfs.init();
     2622      bfs.addSource(u);
     2623      while (!bfs.emptyQueue()) {
     2624        Node n = bfs.nextNode();
     2625        if (n == v) return false;
     2626        comp.push_back(n);
     2627        bfs.processNextNode();
     2628      }
     2629
     2630      int scolor = ucolor + vcolor;
     2631      for (int i = 0; i < static_cast<int>(comp.size()); ++i) {
     2632        _color_map[comp[i]] = scolor - _color_map[comp[i]];
     2633      }
     2634
     2635      return true;
     2636    }
     2637
     2638    template <typename EmbeddingMap>
     2639    void kempeRecoloring(const Node& node, const EmbeddingMap& embedding) {
     2640      std::vector<Node> nodes;
     2641      nodes.reserve(4);
     2642
     2643      for (Arc e = OutArcIt(_graph, node); e != INVALID; e = embedding[e]) {
     2644        Node t = _graph.target(e);
     2645        if (_color_map[t] != -1) {
     2646          nodes.push_back(t);
     2647          if (nodes.size() == 4) break;
     2648        }
     2649      }
     2650
     2651      int color = _color_map[nodes[0]];
     2652      if (recolor(nodes[0], nodes[2])) {
     2653        _color_map[node] = color;
     2654      } else {
     2655        color = _color_map[nodes[1]];
     2656        recolor(nodes[1], nodes[3]);
     2657        _color_map[node] = color;
     2658      }
     2659    }
     2660
     2661  public:
     2662
     2663    /// \brief Calculates a coloring with at most five colors
     2664    ///
     2665    /// This function calculates a coloring with at most five
     2666    /// colors. The worst case time complexity of this variant is
     2667    /// quadratic in the size of the graph.
     2668    template <typename EmbeddingMap>
     2669    void runFiveColoring(const EmbeddingMap& embedding) {
     2670
     2671      typename Graph::template NodeMap<int> heap_index(_graph, -1);
     2672      BucketHeap<typename Graph::template NodeMap<int> > heap(heap_index);
     2673
     2674      for (NodeIt n(_graph); n != INVALID; ++n) {
     2675        _color_map[n] = -2;
     2676        heap.push(n, countOutArcs(_graph, n));
     2677      }
     2678
     2679      std::vector<Node> order;
     2680
     2681      while (!heap.empty()) {
     2682        Node n = heap.top();
     2683        heap.pop();
     2684        _color_map[n] = -1;
     2685        order.push_back(n);
     2686        for (OutArcIt e(_graph, n); e != INVALID; ++e) {
     2687          Node t = _graph.runningNode(e);
     2688          if (_color_map[t] == -2) {
     2689            heap.decrease(t, heap[t] - 1);
     2690          }
     2691        }
     2692      }
     2693
     2694      for (int i = order.size() - 1; i >= 0; --i) {
     2695        std::vector<bool> forbidden(5, false);
     2696        for (OutArcIt e(_graph, order[i]); e != INVALID; ++e) {
     2697          Node t = _graph.runningNode(e);
     2698          if (_color_map[t] != -1) {
     2699            forbidden[_color_map[t]] = true;
     2700          }
     2701        }
     2702        for (int k = 0; k < 5; ++k) {
     2703          if (!forbidden[k]) {
     2704            _color_map[order[i]] = k;
     2705            break;
     2706          }
     2707        }
     2708        if (_color_map[order[i]] == -1) {
     2709          kempeRecoloring(order[i], embedding);
     2710        }
     2711      }
     2712    }
     2713
     2714    /// \brief Calculates a coloring with at most five colors
     2715    ///
     2716    /// This function calculates a coloring with at most five
     2717    /// colors. The worst case time complexity of this variant is
     2718    /// quadratic in the size of the graph.
     2719    /// \return %True when the graph is planar.
     2720    bool runFiveColoring() {
     2721      PlanarEmbedding<Graph> pe(_graph);
     2722      if (!pe.run()) return false;
     2723
     2724      runFiveColoring(pe.embeddingMap());
     2725      return true;
     2726    }
     2727
     2728  private:
     2729
     2730    const Graph& _graph;
     2731    IndexMap _color_map;
     2732    Palette _palette;
     2733  };
     2734
     2735}
     2736
     2737#endif
  • test/CMakeLists.txt

    diff -r 6d5f547e5bfb -r 30cb42e3e43a test/CMakeLists.txt
    a b  
    3333  min_cost_arborescence_test
    3434  min_cost_flow_test
    3535  path_test
     36  planarity_test
    3637  preflow_test
    3738  radix_sort_test
    3839  random_test
  • test/Makefile.am

    diff -r 6d5f547e5bfb -r 30cb42e3e43a test/Makefile.am
    a b  
    3131        test/min_cost_arborescence_test \
    3232        test/min_cost_flow_test \
    3333        test/path_test \
     34        test/planarity_test \
    3435        test/preflow_test \
    3536        test/radix_sort_test \
    3637        test/random_test \
     
    7980test_min_cost_arborescence_test_SOURCES = test/min_cost_arborescence_test.cc
    8081test_min_cost_flow_test_SOURCES = test/min_cost_flow_test.cc
    8182test_path_test_SOURCES = test/path_test.cc
     83test_planarity_test_SOURCES = test/planarity_test.cc
    8284test_preflow_test_SOURCES = test/preflow_test.cc
    8385test_radix_sort_test_SOURCES = test/radix_sort_test.cc
    8486test_suurballe_test_SOURCES = test/suurballe_test.cc
  • new file test/planarity_test.cc

    diff -r 6d5f547e5bfb -r 30cb42e3e43a test/planarity_test.cc
    - +  
     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#include <iostream>
     20
     21#include <lemon/planarity.h>
     22
     23#include <lemon/smart_graph.h>
     24#include <lemon/lgf_reader.h>
     25#include <lemon/connectivity.h>
     26#include <lemon/dim2.h>
     27
     28#include "test_tools.h"
     29
     30using namespace lemon;
     31using namespace lemon::dim2;
     32
     33const int lgfn = 4;
     34const std::string lgf[lgfn] = {
     35  "@nodes\n"
     36  "label\n"
     37  "0\n"
     38  "1\n"
     39  "2\n"
     40  "3\n"
     41  "4\n"
     42  "@edges\n"
     43  "     label\n"
     44  "0 1  0\n"
     45  "0 2  0\n"
     46  "0 3  0\n"
     47  "0 4  0\n"
     48  "1 2  0\n"
     49  "1 3  0\n"
     50  "1 4  0\n"
     51  "2 3  0\n"
     52  "2 4  0\n"
     53  "3 4  0\n",
     54
     55  "@nodes\n"
     56  "label\n"
     57  "0\n"
     58  "1\n"
     59  "2\n"
     60  "3\n"
     61  "4\n"
     62  "@edges\n"
     63  "     label\n"
     64  "0 1  0\n"
     65  "0 2  0\n"
     66  "0 3  0\n"
     67  "0 4  0\n"
     68  "1 2  0\n"
     69  "1 3  0\n"
     70  "2 3  0\n"
     71  "2 4  0\n"
     72  "3 4  0\n",
     73
     74  "@nodes\n"
     75  "label\n"
     76  "0\n"
     77  "1\n"
     78  "2\n"
     79  "3\n"
     80  "4\n"
     81  "5\n"
     82  "@edges\n"
     83  "     label\n"
     84  "0 3  0\n"
     85  "0 4  0\n"
     86  "0 5  0\n"
     87  "1 3  0\n"
     88  "1 4  0\n"
     89  "1 5  0\n"
     90  "2 3  0\n"
     91  "2 4  0\n"
     92  "2 5  0\n",
     93
     94  "@nodes\n"
     95  "label\n"
     96  "0\n"
     97  "1\n"
     98  "2\n"
     99  "3\n"
     100  "4\n"
     101  "5\n"
     102  "@edges\n"
     103  "     label\n"
     104  "0 3  0\n"
     105  "0 4  0\n"
     106  "0 5  0\n"
     107  "1 3  0\n"
     108  "1 4  0\n"
     109  "1 5  0\n"
     110  "2 3  0\n"
     111  "2 5  0\n"
     112};
     113
     114
     115
     116typedef SmartGraph Graph;
     117GRAPH_TYPEDEFS(Graph);
     118
     119typedef PlanarEmbedding<SmartGraph> PE;
     120typedef PlanarDrawing<SmartGraph> PD;
     121typedef PlanarColoring<SmartGraph> PC;
     122
     123void checkEmbedding(const Graph& graph, PE& pe) {
     124  int face_num = 0;
     125
     126  Graph::ArcMap<int> face(graph, -1);
     127
     128  for (ArcIt a(graph); a != INVALID; ++a) {
     129    if (face[a] == -1) {
     130      Arc b = a;
     131      while (face[b] == -1) {
     132        face[b] = face_num;
     133        b = pe.next(graph.oppositeArc(b));
     134      }
     135      check(face[b] == face_num, "Wrong face");
     136      ++face_num;
     137    }
     138  }
     139  check(face_num + countNodes(graph) - countConnectedComponents(graph) ==
     140        countEdges(graph) + 1, "Euler test does not passed");
     141}
     142
     143void checkKuratowski(const Graph& graph, PE& pe) {
     144  std::map<int, int> degs;
     145  for (NodeIt n(graph); n != INVALID; ++n) {
     146    int deg = 0;
     147    for (IncEdgeIt e(graph, n); e != INVALID; ++e) {
     148      if (pe.kuratowski(e)) {
     149        ++deg;
     150      }
     151    }
     152    ++degs[deg];
     153  }
     154  for (std::map<int, int>::iterator it = degs.begin(); it != degs.end(); ++it) {
     155    check(it->first == 0 || it->first == 2 ||
     156          (it->first == 3 && it->second == 6) ||
     157          (it->first == 4 && it->second == 5),
     158          "Wrong degree in Kuratowski graph");
     159  }
     160
     161  // Not full test
     162  check((degs[3] == 0) != (degs[4] == 0), "Wrong Kuratowski graph");
     163}
     164
     165bool intersect(Point<int> e1, Point<int> e2, Point<int> f1, Point<int> f2) {
     166  int l, r;
     167  if (std::min(e1.x, e2.x) > std::max(f1.x, f2.x)) return false;
     168  if (std::max(e1.x, e2.x) < std::min(f1.x, f2.x)) return false;
     169  if (std::min(e1.y, e2.y) > std::max(f1.y, f2.y)) return false;
     170  if (std::max(e1.y, e2.y) < std::min(f1.y, f2.y)) return false;
     171
     172  l = (e2.x - e1.x) * (f1.y - e1.y) - (e2.y - e1.y) * (f1.x - e1.x);
     173  r = (e2.x - e1.x) * (f2.y - e1.y) - (e2.y - e1.y) * (f2.x - e1.x);
     174  if (!((l >= 0 && r <= 0) || (l <= 0 && r >= 0))) return false;
     175  l = (f2.x - f1.x) * (e1.y - f1.y) - (f2.y - f1.y) * (e1.x - f1.x);
     176  r = (f2.x - f1.x) * (e2.y - f1.y) - (f2.y - f1.y) * (e2.x - f1.x);
     177  if (!((l >= 0 && r <= 0) || (l <= 0 && r >= 0))) return false;
     178  return true;
     179}
     180
     181bool collinear(Point<int> p, Point<int> q, Point<int> r) {
     182  int v;
     183  v = (q.x - p.x) * (r.y - p.y) - (q.y - p.y) * (r.x - p.x);
     184  if (v != 0) return false;
     185  v = (q.x - p.x) * (r.x - p.x) + (q.y - p.y) * (r.y - p.y);
     186  if (v < 0) return false;
     187  return true;
     188}
     189
     190void checkDrawing(const Graph& graph, PD& pd) {
     191  for (Graph::NodeIt n(graph); n != INVALID; ++n) {
     192    Graph::NodeIt m(n);
     193    for (++m; m != INVALID; ++m) {
     194      check(pd[m] != pd[n], "Two nodes with identical coordinates");
     195    }
     196  }
     197
     198  for (Graph::EdgeIt e(graph); e != INVALID; ++e) {
     199    for (Graph::EdgeIt f(e); f != e; ++f) {
     200      Point<int> e1 = pd[graph.u(e)];
     201      Point<int> e2 = pd[graph.v(e)];
     202      Point<int> f1 = pd[graph.u(f)];
     203      Point<int> f2 = pd[graph.v(f)];
     204
     205      if (graph.u(e) == graph.u(f)) {
     206        check(!collinear(e1, e2, f2), "Wrong drawing");
     207      } else if (graph.u(e) == graph.v(f)) {
     208        check(!collinear(e1, e2, f1), "Wrong drawing");
     209      } else if (graph.v(e) == graph.u(f)) {
     210        check(!collinear(e2, e1, f2), "Wrong drawing");
     211      } else if (graph.v(e) == graph.v(f)) {
     212        check(!collinear(e2, e1, f1), "Wrong drawing");
     213      } else {
     214        check(!intersect(e1, e2, f1, f2), "Wrong drawing");
     215      }
     216    }
     217  }
     218}
     219
     220void checkColoring(const Graph& graph, PC& pc, int num) {
     221  for (NodeIt n(graph); n != INVALID; ++n) {
     222    check(pc.colorIndex(n) >= 0 && pc.colorIndex(n) < num,
     223          "Wrong coloring");
     224  }
     225  for (EdgeIt e(graph); e != INVALID; ++e) {
     226    check(pc.colorIndex(graph.u(e)) != pc.colorIndex(graph.v(e)),
     227          "Wrong coloring");
     228  }
     229}
     230
     231int main() {
     232
     233  for (int i = 0; i < lgfn; ++i) {
     234    std::istringstream lgfs(lgf[i]);
     235
     236    SmartGraph graph;
     237    graphReader(graph, lgfs).run();
     238
     239    check(simpleGraph(graph), "Test graphs must be simple");
     240
     241    PE pe(graph);
     242    if (pe.run()) {
     243      checkEmbedding(graph, pe);
     244
     245      PlanarDrawing<Graph> pd(graph);
     246      pd.run(pe.embedding());
     247      checkDrawing(graph, pd);
     248
     249      PlanarColoring<Graph> pc(graph);
     250      pc.runFiveColoring(pe.embedding());
     251      checkColoring(graph, pc, 5);
     252
     253    } else {
     254      checkKuratowski(graph, pe);
     255    }
     256  }
     257
     258  return 0;
     259}