1 | /* -*- C++ -*- |
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2 | * src/lemon/lin_expr.h - Part of LEMON, a generic C++ optimization library |
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3 | * |
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4 | * Copyright (C) 2005 Egervary Jeno Kombinatorikus Optimalizalasi Kutatocsoport |
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5 | * (Egervary Combinatorial Optimization Research Group, EGRES). |
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6 | * |
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7 | * Permission to use, modify and distribute this software is granted |
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8 | * provided that this copyright notice appears in all copies. For |
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9 | * precise terms see the accompanying LICENSE file. |
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10 | * |
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11 | * This software is provided "AS IS" with no warranty of any kind, |
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12 | * express or implied, and with no claim as to its suitability for any |
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13 | * purpose. |
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14 | * |
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15 | */ |
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16 | |
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17 | #ifndef LEMON_LIN_EXPR_H |
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18 | #define LEMON_LIN_EXPR_H |
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19 | |
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20 | #include<vector> |
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21 | |
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22 | |
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23 | #include<map> |
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24 | |
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25 | ///\file |
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26 | ///\brief Classes to handle linear expressions |
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27 | namespace lemon { |
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28 | |
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29 | /// Class to handle sparse linear expressions |
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30 | template <class _V> |
---|
31 | class SparseLinExpr : public std::map<_V, typename _V::ExprValue> |
---|
32 | { |
---|
33 | public: |
---|
34 | typedef _V Var; |
---|
35 | typedef typename _V::ExprValue Coeff; |
---|
36 | |
---|
37 | protected: |
---|
38 | typedef typename std::map<_V, typename _V::ExprValue> Base; |
---|
39 | |
---|
40 | Coeff const_comp; |
---|
41 | public: |
---|
42 | ///\e |
---|
43 | SparseLinExpr() : Base(), const_comp(0) { } |
---|
44 | ///\e |
---|
45 | SparseLinExpr(const Var &v) : const_comp(0) { |
---|
46 | Base::insert(std::make_pair(v, 1)); |
---|
47 | } |
---|
48 | ///\e |
---|
49 | SparseLinExpr(const Coeff &v) : const_comp(v) {} |
---|
50 | |
---|
51 | ///\e |
---|
52 | void set(const Var &v,const Coeff &c) { |
---|
53 | return Base::insert(std::make_pair(v, c)); |
---|
54 | } |
---|
55 | // Coeff &operator[](const Var &v) { return data[v]; } |
---|
56 | // const Coeff &operator[](const Var &v) const { return data[v]; } |
---|
57 | |
---|
58 | ///\e |
---|
59 | Coeff &constComp() { return const_comp; } |
---|
60 | ///\e |
---|
61 | const Coeff &constComp() const { return const_comp; } |
---|
62 | |
---|
63 | ///Removes the components with zero coefficient. |
---|
64 | void simplify() { |
---|
65 | for (typename Base::iterator i=Base::begin(); i!=Base::end();) { |
---|
66 | typename Base::iterator j=i; |
---|
67 | ++j; |
---|
68 | if ((*i).second==0) Base::erase(i); |
---|
69 | j=i; |
---|
70 | } |
---|
71 | } |
---|
72 | |
---|
73 | ///\e |
---|
74 | SparseLinExpr &operator+=(const SparseLinExpr &e) { |
---|
75 | for (typename Base::const_iterator j=e.begin(); j!=e.end(); ++j) |
---|
76 | (*this)[j->first]+=j->second; |
---|
77 | ///\todo it might be speeded up using "hints" |
---|
78 | const_comp+=e.const_comp; |
---|
79 | return *this; |
---|
80 | } |
---|
81 | ///\e |
---|
82 | SparseLinExpr &operator-=(const SparseLinExpr &e) { |
---|
83 | for (typename Base::const_iterator j=e.begin(); j!=e.end(); ++j) |
---|
84 | (*this)[j->first]-=j->second; |
---|
85 | const_comp-=e.const_comp; |
---|
86 | return *this; |
---|
87 | } |
---|
88 | ///\e |
---|
89 | SparseLinExpr &operator*=(const Coeff &c) { |
---|
90 | for (typename Base::iterator j=Base::begin(); j!=Base::end(); ++j) |
---|
91 | j->second*=c; |
---|
92 | const_comp*=c; |
---|
93 | return *this; |
---|
94 | } |
---|
95 | ///\e |
---|
96 | SparseLinExpr &operator/=(const Coeff &c) { |
---|
97 | for (typename Base::iterator j=Base::begin(); j!=Base::end(); ++j) |
---|
98 | j->second/=c; |
---|
99 | const_comp/=c; |
---|
100 | return *this; |
---|
101 | } |
---|
102 | |
---|
103 | }; |
---|
104 | |
---|
105 | ///\e |
---|
106 | |
---|
107 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
108 | /// |
---|
109 | template <class V> |
---|
110 | SparseLinExpr<V> operator+(const SparseLinExpr<V> &a, |
---|
111 | const SparseLinExpr<V> &b) { |
---|
112 | SparseLinExpr<V> tmp(a); |
---|
113 | tmp+=b; ///\todo Don't STL have some special 'merge' algorithm? |
---|
114 | return tmp; |
---|
115 | } |
---|
116 | |
---|
117 | ///\e |
---|
118 | |
---|
119 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
120 | /// |
---|
121 | template <class V> |
---|
122 | SparseLinExpr<V> operator-(const SparseLinExpr<V> &a, |
---|
123 | const SparseLinExpr<V> &b) { |
---|
124 | SparseLinExpr<V> tmp(a); |
---|
125 | tmp-=b; ///\todo Don't STL have some special 'merge' algorithm? |
---|
126 | return tmp; |
---|
127 | } |
---|
128 | |
---|
129 | ///\e |
---|
130 | |
---|
131 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
132 | /// |
---|
133 | template <class V> |
---|
134 | SparseLinExpr<V> operator*(const typename V::ExprValue &c, |
---|
135 | const SparseLinExpr<V> &e) { |
---|
136 | SparseLinExpr<V> tmp(e); |
---|
137 | tmp*=c; |
---|
138 | return tmp; |
---|
139 | } |
---|
140 | |
---|
141 | ///\e |
---|
142 | |
---|
143 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
144 | /// |
---|
145 | template <class V> |
---|
146 | SparseLinExpr<V> operator*(const SparseLinExpr<V> &e, |
---|
147 | const typename V::ExprValue &c) { |
---|
148 | SparseLinExpr<V> tmp(e); |
---|
149 | tmp*=c; |
---|
150 | return tmp; |
---|
151 | } |
---|
152 | |
---|
153 | |
---|
154 | ///\e |
---|
155 | |
---|
156 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
157 | /// |
---|
158 | template <class V> |
---|
159 | SparseLinExpr<V> operator/(const SparseLinExpr<V> &e, |
---|
160 | const typename V::ExprValue &c) { |
---|
161 | SparseLinExpr<V> tmp(e); |
---|
162 | tmp/=c; |
---|
163 | return tmp; |
---|
164 | } |
---|
165 | |
---|
166 | ///\e |
---|
167 | |
---|
168 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
169 | /// |
---|
170 | template <class V> |
---|
171 | SparseLinExpr<V> operator+(const typename V::ExprValue &c, |
---|
172 | const SparseLinExpr<V> &e) { |
---|
173 | SparseLinExpr<V> tmp(e); |
---|
174 | tmp.constComp()+=c; |
---|
175 | return tmp; |
---|
176 | } |
---|
177 | |
---|
178 | ///\e |
---|
179 | |
---|
180 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
181 | /// |
---|
182 | template <class V> |
---|
183 | SparseLinExpr<V> operator+(const SparseLinExpr<V> &e, |
---|
184 | const typename V::ExprValue &c) { |
---|
185 | SparseLinExpr<V> tmp(e); |
---|
186 | tmp.constComp()+=c; |
---|
187 | return tmp; |
---|
188 | } |
---|
189 | |
---|
190 | ///\e |
---|
191 | |
---|
192 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
193 | /// |
---|
194 | template <class V> |
---|
195 | SparseLinExpr<V> operator+(const V &v,const SparseLinExpr<V> &e) { |
---|
196 | SparseLinExpr<V> tmp(e); |
---|
197 | tmp[v]+=1; |
---|
198 | return tmp; |
---|
199 | } |
---|
200 | |
---|
201 | ///\e |
---|
202 | |
---|
203 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
204 | /// |
---|
205 | template <class V> |
---|
206 | SparseLinExpr<V> operator+(const SparseLinExpr<V> &e,const V &v) { |
---|
207 | SparseLinExpr<V> tmp(e); |
---|
208 | tmp[v]+=1; |
---|
209 | return tmp; |
---|
210 | } |
---|
211 | |
---|
212 | ///\e |
---|
213 | |
---|
214 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
215 | /// |
---|
216 | template <class V> |
---|
217 | SparseLinExpr<V> operator-(const typename V::ExprValue &c, |
---|
218 | const SparseLinExpr<V> &e) { |
---|
219 | SparseLinExpr<V> tmp(e); |
---|
220 | tmp*=-1; |
---|
221 | tmp.constComp()+=c; |
---|
222 | return tmp; |
---|
223 | } |
---|
224 | |
---|
225 | ///\e |
---|
226 | |
---|
227 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
228 | /// |
---|
229 | template <class V> |
---|
230 | SparseLinExpr<V> operator-(const SparseLinExpr<V> &e, |
---|
231 | const typename V::ExprValue &c) { |
---|
232 | SparseLinExpr<V> tmp(e); |
---|
233 | tmp.constComp()-=c; |
---|
234 | return tmp; |
---|
235 | } |
---|
236 | |
---|
237 | ///\e |
---|
238 | |
---|
239 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
240 | /// |
---|
241 | template <class V> |
---|
242 | SparseLinExpr<V> operator-(const V &v,const SparseLinExpr<V> &e) { |
---|
243 | SparseLinExpr<V> tmp(e); |
---|
244 | tmp*=-1; |
---|
245 | tmp[v]+=1; |
---|
246 | return tmp; |
---|
247 | } |
---|
248 | |
---|
249 | ///\e |
---|
250 | |
---|
251 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
252 | /// |
---|
253 | template <class V> |
---|
254 | SparseLinExpr<V> operator-(const SparseLinExpr<V> &e,const V &v) { |
---|
255 | SparseLinExpr<V> tmp(e); |
---|
256 | tmp[v]-=1; |
---|
257 | return tmp; |
---|
258 | } |
---|
259 | |
---|
260 | ///\e |
---|
261 | |
---|
262 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
263 | /// |
---|
264 | template <class V> |
---|
265 | SparseLinExpr<V> operator+(const V &v1,const V &v2) { |
---|
266 | SparseLinExpr<V> tmp(v1); |
---|
267 | tmp[v2]+=1; |
---|
268 | return tmp; |
---|
269 | } |
---|
270 | |
---|
271 | ///\e |
---|
272 | |
---|
273 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
274 | /// |
---|
275 | template <class V> |
---|
276 | SparseLinExpr<V> operator*(const V &v,const typename V::ExprValue &c) { |
---|
277 | SparseLinExpr<V> tmp; |
---|
278 | tmp[v]=c; |
---|
279 | return tmp; |
---|
280 | } |
---|
281 | |
---|
282 | ///\e |
---|
283 | |
---|
284 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
285 | /// |
---|
286 | template <class V> |
---|
287 | SparseLinExpr<V> operator*(const typename V::ExprValue &c,const V &v) { |
---|
288 | SparseLinExpr<V> tmp; |
---|
289 | tmp[v]=c; |
---|
290 | return tmp; |
---|
291 | } |
---|
292 | |
---|
293 | ///\e |
---|
294 | |
---|
295 | ///\relates SparseLinExpr |
---|
296 | /// |
---|
297 | template <class V> |
---|
298 | SparseLinExpr<V> operator/(const V &v,const typename V::ExprValue &c) { |
---|
299 | SparseLinExpr<V> tmp; |
---|
300 | tmp[v]=1/c; |
---|
301 | return tmp; |
---|
302 | } |
---|
303 | |
---|
304 | |
---|
305 | } //namespace lemon |
---|
306 | |
---|
307 | #endif //LEMON_LIN_EXPR_H |
---|