1 | // -*-mode: c++; -*- |
---|
2 | #ifndef _BFS_H_ |
---|
3 | #define _BFS_H_ |
---|
4 | |
---|
5 | #include <queue> |
---|
6 | #include <graph.h> |
---|
7 | |
---|
8 | namespace NEGRO |
---|
9 | { |
---|
10 | using namespace std; |
---|
11 | |
---|
12 | // template <typename G,typename> class bfs_T |
---|
13 | // { |
---|
14 | // typedef G Graph; |
---|
15 | // typedef Graph::OutEdgeIterator EdgeIterator; //Ez kell |
---|
16 | // typedef Graph::NodeIterator NodeIterator; |
---|
17 | |
---|
18 | // class bfs_node_D |
---|
19 | // { |
---|
20 | // EdgeIterator Tree; |
---|
21 | // int Dist; |
---|
22 | // int Priority; |
---|
23 | // } |
---|
24 | // } |
---|
25 | |
---|
26 | |
---|
27 | // // template <bfs_T<G>> |
---|
28 | // // void bfs(bfs_T::Graph &G,const bfs_T::NodeIterator &start_node,const &maps) |
---|
29 | |
---|
30 | |
---|
31 | |
---|
32 | // template <class G> |
---|
33 | // class bfs_maps_T |
---|
34 | // { |
---|
35 | // typedef visited; //node->bool (RW) |
---|
36 | // typedef tree; //node->EdgeIterator (W) |
---|
37 | // typedef dist; //node->int (W) |
---|
38 | // typedef priority; //node->int (W) |
---|
39 | // }; |
---|
40 | |
---|
41 | |
---|
42 | // Nem jo! Osszeakad a masik Put-tal |
---|
43 | // class do_nothing_map {}; |
---|
44 | // template <typename V,typename T> |
---|
45 | // void Put(const do_nothing_map &p,const V &v,const T &t) {} |
---|
46 | |
---|
47 | struct do_nothing_map { |
---|
48 | template <typename V,typename T> |
---|
49 | static void Put(V v,T t) {} |
---|
50 | }; |
---|
51 | |
---|
52 | |
---|
53 | template <typename I,typename C, typename T, T C::*M> |
---|
54 | class class_element_map { |
---|
55 | public: |
---|
56 | typedef T value_type; |
---|
57 | static void Put(const I &i, const T &t) {(*i).*M=t;} |
---|
58 | static T Get(const I i) {return (*i).*M;} |
---|
59 | T &operator[](I i) {return (*i).*M;} |
---|
60 | }; |
---|
61 | |
---|
62 | /* |
---|
63 | template <typename C,typename I,typename T, T C::*M> |
---|
64 | void Put(class_element_map<C,T,M> p,I i, T t) |
---|
65 | { |
---|
66 | i->*M=t; |
---|
67 | }; |
---|
68 | */ |
---|
69 | |
---|
70 | template <typename P,typename I,typename T> |
---|
71 | inline void Put(P &p,const I &i, const T &t) |
---|
72 | { |
---|
73 | p.Put(i,t); |
---|
74 | }; |
---|
75 | template <typename P,typename I> |
---|
76 | inline typename P::value_type Get(const P &p,const I &i) |
---|
77 | { |
---|
78 | return p.Get(i); |
---|
79 | }; |
---|
80 | |
---|
81 | /* |
---|
82 | template <typename G,typename T, typename G::EdgeType::*M> |
---|
83 | T Get(edge_element_map p,G::EdgeIterator i) |
---|
84 | { |
---|
85 | return i->*M; |
---|
86 | }; |
---|
87 | */ |
---|
88 | |
---|
89 | /* |
---|
90 | template <class G> |
---|
91 | class default_bfs_maps |
---|
92 | { |
---|
93 | public: |
---|
94 | typedef typename G::NodeType NodeType; |
---|
95 | |
---|
96 | class_element_map<typename G::NodeIterator, |
---|
97 | typename G::NodeType, |
---|
98 | bool,&NodeType::isVis> visited; //node->bool (RW) |
---|
99 | do_nothing_map tree; //node->EdgeIterator (W) |
---|
100 | do_nothing_map dist; //node->int (W) |
---|
101 | do_nothing_map priority; //node->int (W) |
---|
102 | }; |
---|
103 | */ |
---|
104 | |
---|
105 | template<class G> |
---|
106 | struct bfs_node_data |
---|
107 | { |
---|
108 | bool visited; |
---|
109 | typename G::EdgeIterator tree; |
---|
110 | int dist; |
---|
111 | int priority; |
---|
112 | }; |
---|
113 | |
---|
114 | template <class G> |
---|
115 | class bfs_static_maps |
---|
116 | { |
---|
117 | public: |
---|
118 | typedef typename G::NodeType NodeType; |
---|
119 | |
---|
120 | /* class_element_map<typename G::NodeIterator, |
---|
121 | typename G::NodeType, |
---|
122 | bfs_node_data<G>,&NT::D> n_d; //node-> data |
---|
123 | */ |
---|
124 | class |
---|
125 | { |
---|
126 | public: |
---|
127 | bfs_node_data<G> NodeType::*d; |
---|
128 | typedef bool value_type; |
---|
129 | void Put(typename G::NodeIterator &i, const value_type &t) |
---|
130 | {((*i).*d).visited=t;} |
---|
131 | value_type Get(const typename G::NodeIterator &i) const |
---|
132 | {return ((*i).*d).visited;} |
---|
133 | } visited; |
---|
134 | |
---|
135 | class |
---|
136 | { |
---|
137 | public: |
---|
138 | bfs_node_data<G> NodeType::*d; |
---|
139 | typedef typename G::EdgeIterator value_type; |
---|
140 | void Put(typename G::NodeIterator &i, const value_type &t) |
---|
141 | {((*i).*d).tree=t;} |
---|
142 | value_type Get(const typename G::NodeIterator &i) const |
---|
143 | {return ((*i).*d).tree;} |
---|
144 | } tree; |
---|
145 | |
---|
146 | class |
---|
147 | { |
---|
148 | public: |
---|
149 | bfs_node_data<G> NodeType::*d; |
---|
150 | typedef int value_type; |
---|
151 | void Put(typename G::NodeIterator &i, const value_type &t) |
---|
152 | {((*i).*d).dist=t;} |
---|
153 | value_type Get(const typename G::NodeIterator &i) const |
---|
154 | {return ((*i).*d).dist;} |
---|
155 | } dist; |
---|
156 | |
---|
157 | class |
---|
158 | { |
---|
159 | public: |
---|
160 | bfs_node_data<G> NodeType::*d; |
---|
161 | typedef int value_type; |
---|
162 | void Put(typename G::NodeIterator &i, const value_type &t) |
---|
163 | {((*i).*d).priority=t;} |
---|
164 | value_type Get(const typename G::NodeIterator &i) const |
---|
165 | {return ((*i).*d).priority;} |
---|
166 | } priority; |
---|
167 | |
---|
168 | //do_nothing_map tree; //node->EdgeIterator (W) |
---|
169 | // do_nothing_map dist; //node->int (W) |
---|
170 | // do_nothing_map priority; //node->int (W) |
---|
171 | |
---|
172 | void SetDataField(const bfs_node_data<G> NodeType::*dd) |
---|
173 | { |
---|
174 | tree.d=visited.d=dist.d=priority.d=dd; |
---|
175 | } |
---|
176 | |
---|
177 | bfs_static_maps(const bfs_node_data<G> NodeType::*dd) |
---|
178 | { |
---|
179 | PutDataField(dd); |
---|
180 | } |
---|
181 | |
---|
182 | bfs_static_maps(const bfs_static_maps<G> &B) |
---|
183 | { |
---|
184 | tree.d=B.tree.d;visited.d=B.visited.d; |
---|
185 | dist.d=B.dist.d;priority.d=B.priority.d; |
---|
186 | } |
---|
187 | |
---|
188 | }; |
---|
189 | |
---|
190 | template<typename I> |
---|
191 | struct BFS_Q |
---|
192 | { |
---|
193 | I n; |
---|
194 | int dist; |
---|
195 | // BFS_Q() {} |
---|
196 | // BFS_Q(BFS_Q<I> &b) {n=b.n;dist=b.dist;} |
---|
197 | }; |
---|
198 | |
---|
199 | template<class G,class M> |
---|
200 | void bfs_fn(G &Gr,const typename G::NodeIterator &start_node,M &maps) |
---|
201 | { |
---|
202 | using namespace std; |
---|
203 | |
---|
204 | typedef BFS_Q<typename G::NodeIterator> Q_T; |
---|
205 | |
---|
206 | Q_T q; |
---|
207 | |
---|
208 | int pr=0; |
---|
209 | typename G::NodeIterator n,m; |
---|
210 | typename G::OutEdgeIterator e; |
---|
211 | int d; |
---|
212 | |
---|
213 | for(Gr.GetFirst(n);n.isValid();++n) |
---|
214 | Put(maps.visited,n,false); |
---|
215 | |
---|
216 | queue<Q_T> Q; |
---|
217 | |
---|
218 | q.n=start_node; |
---|
219 | q.dist=0; |
---|
220 | Q.push(q); |
---|
221 | Put(maps.visited,start_node,true); |
---|
222 | // Put(maps::tree,start_node,?????); |
---|
223 | Put(maps.dist,start_node,0); |
---|
224 | Put(maps.priority,start_node,pr++); |
---|
225 | |
---|
226 | do { |
---|
227 | n=Q.front().n;d=Q.front().dist+1; |
---|
228 | Q.pop(); |
---|
229 | for(Gr.GetFirst(e,n);e.isValid();++e) |
---|
230 | if(!Get(maps.visited,(m=e.Bnode()))) { |
---|
231 | q.n=m; |
---|
232 | q.dist=d; |
---|
233 | Q.push(q); |
---|
234 | Put(maps.visited,m,true); |
---|
235 | Put(maps.tree,m,e); |
---|
236 | Put(maps.dist,m,d); |
---|
237 | Put(maps.priority,m,pr++); |
---|
238 | } |
---|
239 | } while(!Q.empty()); |
---|
240 | }; |
---|
241 | |
---|
242 | // bfs algorithm class |
---|
243 | |
---|
244 | template<class G> //the default traits |
---|
245 | class default_bfs_T |
---|
246 | { |
---|
247 | public: |
---|
248 | |
---|
249 | typedef G Graph; |
---|
250 | typedef typename G::OutEdgeIterator SearchEdgeIterator; |
---|
251 | |
---|
252 | typedef typename G::NodeMap<bool> visited_map_t; |
---|
253 | typedef typename G::NodeMap<typename G::EdgeIterator> tree_map_t; |
---|
254 | |
---|
255 | typedef typename G::NodeMap<int> dist_map_t; //node->int (W) |
---|
256 | typedef typename G::NodeMap<int> priority_map_t; //node->int (W) |
---|
257 | }; |
---|
258 | |
---|
259 | template<class T> |
---|
260 | class Bfs |
---|
261 | { |
---|
262 | public: |
---|
263 | typedef typename T::Graph Graph; |
---|
264 | typedef typename Graph::NodeIterator NodeIterator; |
---|
265 | typedef typename Graph::EdgeIterator EdgeIterator; |
---|
266 | |
---|
267 | typedef typename T::SearchEdgeIterator SearchEdgeIterator; |
---|
268 | |
---|
269 | typename T::visited_map_t visited_map; |
---|
270 | typename T::tree_map_t tree_map; |
---|
271 | typename T::dist_map_t dist_map; |
---|
272 | typename T::priority_map_t priority_map; |
---|
273 | |
---|
274 | struct bfs_queue_cont |
---|
275 | { |
---|
276 | NodeIterator n; |
---|
277 | int dist; |
---|
278 | }; |
---|
279 | |
---|
280 | std::queue<bfs_queue_cont> bfs_queue; |
---|
281 | |
---|
282 | int priority; |
---|
283 | Graph *G; |
---|
284 | |
---|
285 | void SetG(Graph &Gr) |
---|
286 | { |
---|
287 | G=&Gr; |
---|
288 | } |
---|
289 | |
---|
290 | void Init() |
---|
291 | { |
---|
292 | //There must be a better way to do this: |
---|
293 | while(!bfs_queue.empty()) bfs_queue.pop(); |
---|
294 | |
---|
295 | for(NodeIterator n(*G);n.isValid();++n) |
---|
296 | Put(visited_map,n,false); |
---|
297 | |
---|
298 | priority=0; |
---|
299 | } |
---|
300 | |
---|
301 | void AddStartNode(const NodeIterator &start_node,int dist=0) |
---|
302 | { |
---|
303 | bfs_queue_cont q; |
---|
304 | q.n=start_node; |
---|
305 | q.dist=dist; |
---|
306 | bfs_queue.push(q); |
---|
307 | |
---|
308 | Put(visited_map,start_node,true); |
---|
309 | // Put(tree_map,start_node,?????); |
---|
310 | Put(dist_map,start_node,dist); |
---|
311 | Put(priority_map,start_node,priority++); |
---|
312 | } |
---|
313 | |
---|
314 | void Init(const NodeIterator &start_node,int dist=0) |
---|
315 | { |
---|
316 | Init(); |
---|
317 | AddStartNode(start_node,dist); |
---|
318 | } |
---|
319 | |
---|
320 | void Run() |
---|
321 | { |
---|
322 | NodeIterator n,m; |
---|
323 | int d; |
---|
324 | |
---|
325 | bfs_queue_cont q; |
---|
326 | while(!(bfs_queue.empty()/* && other stop conditions */)) { |
---|
327 | n=bfs_queue.front().n;d=bfs_queue.front().dist+1; |
---|
328 | bfs_queue.pop(); |
---|
329 | for(SearchEdgeIterator e(*G,n);e.isValid();++e) |
---|
330 | if(!Get(visited_map,(m=e.Bnode()))) { |
---|
331 | q.n=m; |
---|
332 | q.dist=d; |
---|
333 | bfs_queue.push(q); |
---|
334 | Put(visited_map,m,true); |
---|
335 | Put(tree_map,m,e); |
---|
336 | Put(dist_map,m,d); |
---|
337 | Put(priority_map,m,priority++); |
---|
338 | } |
---|
339 | } |
---|
340 | } |
---|
341 | }; |
---|
342 | |
---|
343 | } |
---|
344 | |
---|
345 | #endif |
---|