1 | // -*- mode:C++ -*- |
---|
2 | |
---|
3 | #ifndef SMART_GRAPH_H |
---|
4 | #define SMART_GRAPH_H |
---|
5 | |
---|
6 | #include <vector> |
---|
7 | #include <limits.h> |
---|
8 | |
---|
9 | #include <invalid.h> |
---|
10 | |
---|
11 | namespace hugo { |
---|
12 | |
---|
13 | class SmartGraph { |
---|
14 | |
---|
15 | // static const int INVALID=-1; |
---|
16 | // static const int INVALID_NODE=INT_MAX; |
---|
17 | |
---|
18 | struct NodeT |
---|
19 | { |
---|
20 | int first_in,first_out; |
---|
21 | NodeT() : first_in(-1), first_out(-1) {} |
---|
22 | }; |
---|
23 | struct EdgeT |
---|
24 | { |
---|
25 | int head, tail, next_in, next_out; |
---|
26 | //FIXME: is this necessary? |
---|
27 | EdgeT() : next_in(-1), next_out(-1) {} |
---|
28 | }; |
---|
29 | |
---|
30 | std::vector<NodeT> nodes; |
---|
31 | |
---|
32 | std::vector<EdgeT> edges; |
---|
33 | |
---|
34 | template <typename Key> class DynMapBase |
---|
35 | { |
---|
36 | protected: |
---|
37 | SmartGraph* G; |
---|
38 | public: |
---|
39 | virtual void add(const Key k) = NULL; |
---|
40 | virtual void erase(const Key k) = NULL; |
---|
41 | DynMapBase(const SmartGraph &_G) : G(&_G) {} |
---|
42 | virtual ~DynMapBase() {} |
---|
43 | friend class SmartGraph; |
---|
44 | }; |
---|
45 | public: |
---|
46 | template <typename T> class DynEdgeMap; |
---|
47 | template <typename T> class DynEdgeMap; |
---|
48 | |
---|
49 | class Node; |
---|
50 | class Edge; |
---|
51 | |
---|
52 | protected: |
---|
53 | mutable std::vector<DynMapBase<Node> * > dyn_node_maps; |
---|
54 | mutable std::vector<DynMapBase<Edge> * > dyn_edge_maps; |
---|
55 | |
---|
56 | public: |
---|
57 | |
---|
58 | class NodeIt; |
---|
59 | class EdgeIt; |
---|
60 | class OutEdgeIt; |
---|
61 | class InEdgeIt; |
---|
62 | |
---|
63 | // class Node { int n; }; |
---|
64 | // class NodeIt : public Node { }; |
---|
65 | // class Edge { int n; }; |
---|
66 | // class EdgeIt : public Edge {}; |
---|
67 | // class OutEdgeIt : public Edge {}; |
---|
68 | // class InEdgeIt : public Edge {}; |
---|
69 | // class SymEdge; |
---|
70 | |
---|
71 | template <typename T> class NodeMap; |
---|
72 | template <typename T> class EdgeMap; |
---|
73 | |
---|
74 | public: |
---|
75 | |
---|
76 | /* default constructor */ |
---|
77 | |
---|
78 | SmartGraph() : nodes(), edges() { } |
---|
79 | SmartGraph(const SmartGraph &_g) : nodes(_g.nodes), edges(_g.edges) { } |
---|
80 | |
---|
81 | ~SmartGraph() |
---|
82 | { |
---|
83 | for(std::vector<DynMapBase<Node> * >::iterator i=dyn_node_maps.begin(); |
---|
84 | i!=dyn_node_maps.end(); ++i) (**i).G=NULL; |
---|
85 | for(std::vector<DynMapBase<Edge> * >::iterator i=dyn_edge_maps.begin(); |
---|
86 | i!=dyn_edge_maps.end(); ++i) (**i).G=NULL; |
---|
87 | } |
---|
88 | |
---|
89 | int nodeNum() const { return nodes.size(); } //FIXME: What is this? |
---|
90 | int edgeNum() const { return edges.size(); } //FIXME: What is this? |
---|
91 | |
---|
92 | int maxNodeId() const { return nodes.size(); } //FIXME: What is this? |
---|
93 | int maxEdgeId() const { return edges.size(); } //FIXME: What is this? |
---|
94 | |
---|
95 | |
---|
96 | Node tail(Edge e) const { return edges[e.n].tail; } |
---|
97 | Node head(Edge e) const { return edges[e.n].head; } |
---|
98 | |
---|
99 | // Marci |
---|
100 | Node aNode(OutEdgeIt e) const { return edges[e.n].tail; } |
---|
101 | Node aNode(InEdgeIt e) const { return edges[e.n].head; } |
---|
102 | // //Node aNode(const SymEdge& e) const { return e.aNode(); } |
---|
103 | |
---|
104 | // Marci |
---|
105 | Node bNode(OutEdgeIt e) const { return edges[e.n].head; } |
---|
106 | Node bNode(InEdgeIt e) const { return edges[e.n].tail; } |
---|
107 | // //Node bNode(const SymEdge& e) const { return e.bNode(); } |
---|
108 | |
---|
109 | NodeIt& first(NodeIt& v) const { |
---|
110 | v=NodeIt(*this); return v; } |
---|
111 | EdgeIt& first(EdgeIt& e) const { |
---|
112 | e=EdgeIt(*this); return e; } |
---|
113 | OutEdgeIt& first(OutEdgeIt& e, const Node v) const { |
---|
114 | e=OutEdgeIt(*this,v); return e; } |
---|
115 | InEdgeIt& first(InEdgeIt& e, const Node v) const { |
---|
116 | e=InEdgeIt(*this,v); return e; } |
---|
117 | |
---|
118 | template< typename It > |
---|
119 | It first() const { |
---|
120 | It e; |
---|
121 | //Marci |
---|
122 | /*getF*/first(e); |
---|
123 | return e; |
---|
124 | } |
---|
125 | |
---|
126 | template< typename It > |
---|
127 | It first(Node v) const { |
---|
128 | It e; |
---|
129 | //Marci |
---|
130 | /*getF*/first(e, v); |
---|
131 | return e; |
---|
132 | } |
---|
133 | |
---|
134 | bool valid(Edge e) const { return e.n!=-1; } |
---|
135 | // bool valid(EdgeIt e) const { return e.n<int(edges.size()); } |
---|
136 | bool valid(Node n) const { return n.n!=-1; } |
---|
137 | |
---|
138 | void setInvalid(Edge &e) { e.n=-1; } |
---|
139 | void setInvalid(Node &n) { n.n=-1; } |
---|
140 | |
---|
141 | template <typename It> It getNext(It it) const |
---|
142 | { It tmp(it); return next(tmp); } |
---|
143 | //{ It tmp; tmp.n=it.n+1; return tmp; } |
---|
144 | |
---|
145 | //FIXME correction Marci: I changed to NodeIt from Node |
---|
146 | //NodeIt& next(NodeIt& it) const { it.n=(it.n+2)%nodes.size()-1; return it; } |
---|
147 | NodeIt& next(NodeIt& it) const { |
---|
148 | it.n=(it.n+2)%(nodes.size()+1)-1; |
---|
149 | return it; |
---|
150 | } |
---|
151 | OutEdgeIt& next(OutEdgeIt& it) const |
---|
152 | { it.n=edges[it.n].next_out; return it; } |
---|
153 | InEdgeIt& next(InEdgeIt& it) const |
---|
154 | { it.n=edges[it.n].next_in; return it; } |
---|
155 | EdgeIt& next(EdgeIt& it) const { --it.n; return it; } |
---|
156 | |
---|
157 | int id(Node v) const { return v.n; } |
---|
158 | int id(Edge e) const { return e.n; } |
---|
159 | |
---|
160 | Node addNode() { |
---|
161 | Node n; n.n=nodes.size(); |
---|
162 | nodes.push_back(NodeT()); //FIXME: Hmmm... |
---|
163 | |
---|
164 | for(std::vector<DynMapBase<Node> * >::iterator i=dyn_node_maps.begin(); |
---|
165 | i!=dyn_node_maps.end(); ++i) (**i).add(n.n); |
---|
166 | |
---|
167 | return n; |
---|
168 | } |
---|
169 | |
---|
170 | Edge addEdge(Node u, Node v) { |
---|
171 | Edge e; e.n=edges.size(); edges.push_back(EdgeT()); //FIXME: Hmmm... |
---|
172 | edges[e.n].tail=u.n; edges[e.n].head=v.n; |
---|
173 | edges[e.n].next_out=nodes[u.n].first_out; |
---|
174 | edges[e.n].next_in=nodes[v.n].first_in; |
---|
175 | nodes[u.n].first_out=nodes[v.n].first_in=e.n; |
---|
176 | |
---|
177 | for(std::vector<DynMapBase<Edge> * >::iterator i=dyn_edge_maps.begin(); |
---|
178 | i!=dyn_edge_maps.end(); ++i) (**i).add(e); |
---|
179 | |
---|
180 | return e; |
---|
181 | } |
---|
182 | |
---|
183 | void clear() {nodes.clear();edges.clear();} |
---|
184 | |
---|
185 | class Node { |
---|
186 | friend class SmartGraph; |
---|
187 | template <typename T> friend class NodeMap; |
---|
188 | template <typename T> friend class DynNodeMap; |
---|
189 | |
---|
190 | friend class Edge; |
---|
191 | friend class OutEdgeIt; |
---|
192 | friend class InEdgeIt; |
---|
193 | friend class SymEdge; |
---|
194 | |
---|
195 | protected: |
---|
196 | int n; |
---|
197 | friend int SmartGraph::id(Node v) const; |
---|
198 | Node(int nn) {n=nn;} |
---|
199 | public: |
---|
200 | Node() {} |
---|
201 | Node (Invalid i) { n=-1; } |
---|
202 | bool operator==(const Node i) const {return n==i.n;} |
---|
203 | bool operator!=(const Node i) const {return n!=i.n;} |
---|
204 | bool operator<(const Node i) const {return n<i.n;} |
---|
205 | }; |
---|
206 | |
---|
207 | class NodeIt : public Node { |
---|
208 | friend class SmartGraph; |
---|
209 | public: |
---|
210 | NodeIt(const SmartGraph& G) : Node(G.nodes.size()?0:-1) { } |
---|
211 | NodeIt() : Node() { } |
---|
212 | }; |
---|
213 | |
---|
214 | class Edge { |
---|
215 | friend class SmartGraph; |
---|
216 | template <typename T> friend class EdgeMap; |
---|
217 | template <typename T> friend class DynEdgeMap; |
---|
218 | |
---|
219 | friend class Node; |
---|
220 | friend class NodeIt; |
---|
221 | protected: |
---|
222 | int n; |
---|
223 | friend int SmartGraph::id(Edge e) const; |
---|
224 | |
---|
225 | Edge(int nn) {n=nn;} |
---|
226 | public: |
---|
227 | Edge() { } |
---|
228 | // Marci: kiszedtem az Invalid i-bol az i-t |
---|
229 | Edge (Invalid) { n=-1; } |
---|
230 | bool operator==(const Edge i) const {return n==i.n;} |
---|
231 | bool operator!=(const Edge i) const {return n!=i.n;} |
---|
232 | bool operator<(const Edge i) const {return n<i.n;} |
---|
233 | }; |
---|
234 | |
---|
235 | class EdgeIt : public Edge { |
---|
236 | friend class SmartGraph; |
---|
237 | public: |
---|
238 | EdgeIt(const SmartGraph& G) : Edge(G.edges.size()-1) { } |
---|
239 | EdgeIt (Invalid i) : Edge(i) { } |
---|
240 | EdgeIt() : Edge() { } |
---|
241 | }; |
---|
242 | |
---|
243 | class OutEdgeIt : public Edge { |
---|
244 | friend class SmartGraph; |
---|
245 | public: |
---|
246 | OutEdgeIt() : Edge() { } |
---|
247 | OutEdgeIt (Invalid i) : Edge(i) { } |
---|
248 | |
---|
249 | OutEdgeIt(const SmartGraph& G,const Node v) |
---|
250 | : Edge(G.nodes[v.n].first_out) {} |
---|
251 | }; |
---|
252 | |
---|
253 | class InEdgeIt : public Edge { |
---|
254 | friend class SmartGraph; |
---|
255 | public: |
---|
256 | InEdgeIt() : Edge() { } |
---|
257 | InEdgeIt (Invalid i) : Edge(i) { } |
---|
258 | InEdgeIt(const SmartGraph& G,Node v) :Edge(G.nodes[v.n].first_in){} |
---|
259 | }; |
---|
260 | |
---|
261 | // Map types |
---|
262 | |
---|
263 | template <typename T> |
---|
264 | class NodeMap { |
---|
265 | const SmartGraph& G; |
---|
266 | std::vector<T> container; |
---|
267 | public: |
---|
268 | typedef T ValueType; |
---|
269 | typedef Node KeyType; |
---|
270 | NodeMap(const SmartGraph& _G) : G(_G), container(G.maxNodeId()) { } |
---|
271 | NodeMap(const SmartGraph& _G, T a) : |
---|
272 | G(_G), container(G.maxNodeId(), a) { } |
---|
273 | void set(Node n, T a) { container[n.n]=a; } |
---|
274 | T get(Node n) const { return container[n.n]; } |
---|
275 | T& operator[](Node n) { return container[n.n]; } |
---|
276 | const T& operator[](Node n) const { return container[n.n]; } |
---|
277 | void update() { container.resize(G.maxNodeId()); } |
---|
278 | void update(T a) { container.resize(G.maxNodeId(), a); } |
---|
279 | }; |
---|
280 | |
---|
281 | template <typename T> |
---|
282 | class EdgeMap { |
---|
283 | const SmartGraph& G; |
---|
284 | std::vector<T> container; |
---|
285 | public: |
---|
286 | typedef T ValueType; |
---|
287 | typedef Edge KeyType; |
---|
288 | EdgeMap(const SmartGraph& _G) : G(_G), container(G.maxEdgeId()) { } |
---|
289 | EdgeMap(const SmartGraph& _G, T a) : |
---|
290 | G(_G), container(G.maxEdgeId(), a) { } |
---|
291 | void set(Edge e, T a) { container[e.n]=a; } |
---|
292 | T get(Edge e) const { return container[e.n]; } |
---|
293 | T& operator[](Edge e) { return container[e.n]; } |
---|
294 | const T& operator[](Edge e) const { return container[e.n]; } |
---|
295 | void update() { container.resize(G.maxEdgeId()); } |
---|
296 | void update(T a) { container.resize(G.maxEdgeId(), a); } |
---|
297 | }; |
---|
298 | |
---|
299 | template <typename T> class DynNodeMap : public DynMapBase<Node> |
---|
300 | { |
---|
301 | std::vector<T> container; |
---|
302 | |
---|
303 | public: |
---|
304 | typedef T ValueType; |
---|
305 | typedef Node KeyType; |
---|
306 | |
---|
307 | DynNodeMap(const SmartGraph &_G) : |
---|
308 | DynMapBase<Node>(_G), container(_G.maxNodeId()) |
---|
309 | { |
---|
310 | //FIXME: What if there are empty Id's? |
---|
311 | //FIXME: Can I use 'this' in a constructor? |
---|
312 | G->dyn_node_maps.push_back(this); |
---|
313 | } |
---|
314 | ~DynNodeMap() |
---|
315 | { |
---|
316 | if(G) { |
---|
317 | std::vector<DynMapBase<Node>* >::iterator i; |
---|
318 | for(i=G->dyn_node_maps.begin(); |
---|
319 | i!=G->dyn_node_maps.end() && *i!=this; ++i) ; |
---|
320 | //if(*i==this) G->dyn_node_maps.erase(i); //FIXME: Way too slow... |
---|
321 | //A better way to do that: (Is this really important?) |
---|
322 | if(*i==this) { |
---|
323 | *i=G->dyn_node_maps.back(); |
---|
324 | G->dyn_node_maps.pop_back(); |
---|
325 | } |
---|
326 | } |
---|
327 | } |
---|
328 | |
---|
329 | void add(const Node k) |
---|
330 | { |
---|
331 | if(k.n>=container.size()) container.resize(k.n+1); |
---|
332 | } |
---|
333 | // void erase(const Node k) |
---|
334 | // { |
---|
335 | // //FIXME: Please implement me. |
---|
336 | // } |
---|
337 | // void erase(const Edge k) |
---|
338 | // { |
---|
339 | // //FIXME: Please implement me. |
---|
340 | // } |
---|
341 | |
---|
342 | void set(Node n, T a) { container[n.n]=a; } |
---|
343 | T get(Node n) const { return container[n.n]; } |
---|
344 | T& operator[](Node n) { return container[n.n]; } |
---|
345 | const T& operator[](Node n) const { return container[n.n]; } |
---|
346 | |
---|
347 | void update() {} //Useless for DynMaps |
---|
348 | void update(T a) {} //Useless for DynMaps |
---|
349 | }; |
---|
350 | |
---|
351 | template <typename T> class DynEdgeMap : public DynMapBase<Edge> |
---|
352 | { |
---|
353 | std::vector<T> container; |
---|
354 | |
---|
355 | public: |
---|
356 | typedef T ValueType; |
---|
357 | typedef Edge KeyType; |
---|
358 | |
---|
359 | DynEdgeMap(const SmartGraph &_G) : |
---|
360 | DynMapBase<Edge>(_G), container(_G.maxEdgeId()) |
---|
361 | { |
---|
362 | //FIXME: What if there are empty Id's? |
---|
363 | //FIXME: Can I use 'this' in a constructor? |
---|
364 | G->dyn_edge_maps.push_back(this); |
---|
365 | } |
---|
366 | ~DynEdgeMap() |
---|
367 | { |
---|
368 | if(G) { |
---|
369 | std::vector<DynMapBase<Edge>* >::iterator i; |
---|
370 | for(i=G->dyn_edge_maps.begin(); |
---|
371 | i!=G->dyn_edge_maps.end() && *i!=this; ++i) ; |
---|
372 | //if(*i==this) G->dyn_edge_maps.erase(i); //Way too slow... |
---|
373 | //A better way to do that: (Is this really important?) |
---|
374 | if(*i==this) { |
---|
375 | *i=G->dyn_edge_maps.back(); |
---|
376 | G->dyn_edge_maps.pop_back(); |
---|
377 | } |
---|
378 | } |
---|
379 | } |
---|
380 | |
---|
381 | void add(const Edge k) |
---|
382 | { |
---|
383 | if(k.n>=int(container.size())) container.resize(k.n+1); |
---|
384 | } |
---|
385 | void erase(const Edge k) |
---|
386 | { |
---|
387 | //FIXME: Please implement me. |
---|
388 | } |
---|
389 | |
---|
390 | void set(Edge n, T a) { container[n.n]=a; } |
---|
391 | T get(Edge n) const { return container[n.n]; } |
---|
392 | T& operator[](Edge n) { return container[n.n]; } |
---|
393 | const T& operator[](Edge n) const { return container[n.n]; } |
---|
394 | |
---|
395 | void update() {} //Useless for DynMaps |
---|
396 | void update(T a) {} //Useless for DynMaps |
---|
397 | }; |
---|
398 | |
---|
399 | }; |
---|
400 | } //namespace hugo |
---|
401 | |
---|
402 | |
---|
403 | |
---|
404 | |
---|
405 | #endif //SMART_GRAPH_H |
---|