COIN-OR::LEMON - Graph Library

source: lemon-0.x/src/work/deba/test_graph.h @ 377:33fe0ee01dc5

Last change on this file since 377:33fe0ee01dc5 was 377:33fe0ee01dc5, checked in by Balazs Dezso, 18 years ago
File size: 16.4 KB
Line 
1// -*- c++ -*-
2#ifndef HUGO_LIST_GRAPH_H
3#define HUGO_LIST_GRAPH_H
4
5#include <iostream>
6#include <vector>
7
8#include "invalid.h"
9
10#include "edge_map_registry.h"
11#include "node_map_registry.h"
12#include "edge_map_base.h"
13#include "node_map_base.h"
14#include "vector_map.h"
15
16namespace hugo {
17
18  template <typename It>
19  int count(It it) {
20    int i=0;
21    for( ; it.valid(); ++it) { ++i; }
22    return i;
23  }
24
25  class ListGraph {
26    class node_item;
27    class edge_item;
28  public:
29    class Node;
30    class NodeIt;
31    class Edge;
32    class EdgeIt;
33    class OutEdgeIt;
34    class InEdgeIt;
35    class SymEdgeIt;
36   
37//    template <typename T> class NodeMap;
38//    template <typename T> class EdgeMap;
39  private:
40//    template <typename T> friend class NodeMap;
41 //   template <typename T> friend class EdgeMap;
42 
43  private:
44
45                NodeMapRegistry<ListGraph, Node> node_maps(*this);
46                EdgeMapRegistry<ListGraph, Edge> edge_maps(*this);
47 
48        public:
49 
50
51    template <typename T>
52    class NodeMap : public VectorMap<ListGraph, Node, T, NodeMapBase> {
53                public:
54                        NodeMap(ListGraph& g) : VectorMap<ListGraph, Node, T, NodeMapBase>(g) {}
55                };
56               
57                EdgeMapRegistry<ListGraph, Edge> edge_maps;
58
59    template <typename T>
60    class EdgeMap : public VectorMap<ListGraph, Edge, T, EdgeMapBase> {};
61
62
63    int node_id;
64    int edge_id;
65    int _node_num;
66    int _edge_num;
67
68    node_item* _first_node;
69    node_item* _last_node;
70
71    class node_item {
72      friend class ListGraph;
73      template <typename T> friend class NodeMap;
74     
75      friend class Node;
76      friend class NodeIt;
77      friend class Edge;
78      friend class EdgeIt;
79      friend class OutEdgeIt;
80      friend class InEdgeIt;
81      friend class SymEdgeIt;
82      friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Node& i);
83      friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Edge& i);
84      //ListGraph* G;
85      int id;
86      edge_item* _first_out_edge;
87      edge_item* _last_out_edge;
88      edge_item* _first_in_edge;
89      edge_item* _last_in_edge;
90      node_item* _next_node;
91      node_item* _prev_node;
92    public:
93      node_item() { }
94    };
95
96    class edge_item {
97      friend class ListGraph;
98      template <typename T> friend class EdgeMap;
99
100      friend class Node;
101      friend class NodeIt;
102      friend class Edge;
103      friend class EdgeIt;
104      friend class OutEdgeIt;
105      friend class InEdgeIt;
106      friend class SymEdgeIt;
107      friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Edge& i);
108      //ListGraph* G;
109      int id;
110      node_item* _tail;
111      node_item* _head;
112      edge_item* _next_out;
113      edge_item* _prev_out;
114      edge_item* _next_in;
115      edge_item* _prev_in;
116    public:
117      edge_item() { }
118    };
119
120    node_item* _add_node() {
121      node_item* p=new node_item;
122      p->id=node_id++;
123      p->_first_out_edge=0;
124      p->_last_out_edge=0;
125      p->_first_in_edge=0;
126      p->_last_in_edge=0;
127      p->_prev_node=_last_node;
128      p->_next_node=0;
129      if (_last_node) _last_node->_next_node=p;
130      _last_node=p;
131      if (!_first_node) _first_node=p;
132
133      ++_node_num;
134      return p;
135    }
136
137    edge_item* _add_edge(node_item* _tail, node_item* _head) {
138      edge_item* e=new edge_item;
139      e->id=edge_id++;
140      e->_tail=_tail;
141      e->_head=_head;
142     
143      e->_prev_out=_tail->_last_out_edge;
144      if (_tail->_last_out_edge) (_tail->_last_out_edge)->_next_out=e;
145      _tail->_last_out_edge=e;
146      if (!_tail->_first_out_edge) _tail->_first_out_edge=e;
147      e->_next_out=0;
148 
149      e->_prev_in=_head->_last_in_edge;
150      if (_head->_last_in_edge) (_head->_last_in_edge)->_next_in=e;
151      _head->_last_in_edge=e;
152      if (!_head->_first_in_edge) { _head->_first_in_edge=e; }
153      e->_next_in=0;
154
155      ++_edge_num;
156      return e;
157    }
158
159    //deletes a node which has no out edge and no in edge
160    void _delete_node(node_item* v) {
161      if (v->_next_node) (v->_next_node)->_prev_node=v->_prev_node; else
162        _last_node=v->_prev_node;
163      if (v->_prev_node) (v->_prev_node)->_next_node=v->_next_node; else
164        _first_node=v->_next_node;
165
166      delete v;
167      --_node_num;
168    }
169
170    void _delete_edge(edge_item* e) {
171      if (e->_next_out) (e->_next_out)->_prev_out=e->_prev_out; else
172        (e->_tail)->_last_out_edge=e->_prev_out;
173      if (e->_prev_out) (e->_prev_out)->_next_out=e->_next_out; else
174        (e->_tail)->_first_out_edge=e->_next_out;
175      if (e->_next_in) (e->_next_in)->_prev_in=e->_prev_in; else
176        (e->_head)->_last_in_edge=e->_prev_in;
177      if (e->_prev_in) (e->_prev_in)->_next_in=e->_next_in; else
178        (e->_head)->_first_in_edge=e->_next_in;
179
180      delete e;
181      --_edge_num;
182    }
183
184    void _set_tail(edge_item* e, node_item* _tail) {
185      if (e->_next_out) (e->_next_out)->_prev_out=e->_prev_out; else
186        (e->_tail)->_last_out_edge=e->_prev_out;
187      if (e->_prev_out) (e->_prev_out)->_next_out=e->_next_out; else
188        (e->_tail)->_first_out_edge=e->_next_out;
189     
190      e->_tail=_tail;
191     
192      e->_prev_out=_tail->_last_out_edge;
193      if (_tail->_last_out_edge) (_tail->_last_out_edge)->_next_out=e;
194      _tail->_last_out_edge=e;
195      if (!_tail->_first_out_edge) _tail->_first_out_edge=e;
196      e->_next_out=0;
197    }
198
199    void _set_head(edge_item* e, node_item* _head) {
200      if (e->_next_in) (e->_next_in)->_prev_in=e->_prev_in; else
201        (e->_head)->_last_in_edge=e->_prev_in;
202      if (e->_prev_in) (e->_prev_in)->_next_in=e->_next_in; else
203        (e->_head)->_first_in_edge=e->_next_in;
204     
205      e->_head=_head;
206     
207      e->_prev_in=_head->_last_in_edge;
208      if (_head->_last_in_edge) (_head->_last_in_edge)->_next_in=e;
209      _head->_last_in_edge=e;
210      if (!_head->_first_in_edge) { _head->_first_in_edge=e; }
211      e->_next_in=0;
212    }
213
214  public:
215
216    /* default constructor */
217
218    ListGraph() : node_id(0), edge_id(0), _node_num(0), _edge_num(0), _first_node(0), _last_node(0) { }
219   
220    ~ListGraph() {
221      while (first<NodeIt>().valid()) erase(first<NodeIt>());
222    }
223
224    int nodeNum() const { return _node_num; }
225    int edgeNum() const { return _edge_num; }
226
227    /* functions to construct iterators from the graph, or from each other */
228
229    //NodeIt firstNode() const { return NodeIt(*this); }
230    //EdgeIt firstEdge() const { return EdgeIt(*this); }
231   
232    //OutEdgeIt firstOutEdge(const Node v) const { return OutEdgeIt(v); }
233    //InEdgeIt firstInEdge(const Node v) const { return InEdgeIt(v); }
234    //SymEdgeIt firstSymEdge(const Node v) const { return SymEdgeIt(v); }
235    Node tail(Edge e) const { return e.tailNode(); }
236    Node head(Edge e) const { return e.headNode(); }
237
238    Node aNode(const OutEdgeIt& e) const { return e.aNode(); }
239    Node aNode(const InEdgeIt& e) const { return e.aNode(); }
240    Node aNode(const SymEdgeIt& e) const { return e.aNode(); }
241
242    Node bNode(const OutEdgeIt& e) const { return e.bNode(); }
243    Node bNode(const InEdgeIt& e) const { return e.bNode(); }
244    Node bNode(const SymEdgeIt& e) const { return e.bNode(); }
245
246    //Node invalid_node() { return Node(); }
247    //Edge invalid_edge() { return Edge(); }
248    //OutEdgeIt invalid_out_edge() { return OutEdgeIt(); }
249    //InEdgeIt invalid_in_edge() { return InEdgeIt(); }
250    //SymEdgeIt invalid_sym_edge() { return SymEdgeIt(); }
251
252    /* same methods in other style */
253    /* for experimental purpose */
254
255    NodeIt& /*getF*/first(NodeIt& v) const {
256      v=NodeIt(*this); return v; }
257    EdgeIt& /*getF*/first(EdgeIt& e) const {
258      e=EdgeIt(*this); return e; }
259    OutEdgeIt& /*getF*/first(OutEdgeIt& e, Node v) const {
260      e=OutEdgeIt(*this, v); return e; }
261    InEdgeIt& /*getF*/first(InEdgeIt& e, Node v) const {
262      e=InEdgeIt(*this, v); return e; }
263    SymEdgeIt& /*getF*/first(SymEdgeIt& e, Node v) const {
264      e=SymEdgeIt(*this, v); return e; }
265    //void getTail(Node& n, const Edge& e) const { n=tail(e); }
266    //void getHead(Node& n, const Edge& e) const { n=head(e); }
267
268    //void getANode(Node& n, const OutEdgeIt& e) const { n=e.aNode(); }
269    //void getANode(Node& n, const InEdgeIt& e) const { n=e.aNode(); }
270    //void getANode(Node& n, const SymEdgeIt& e) const { n=e.aNode(); }
271    //void getBNode(Node& n, const OutEdgeIt& e) const { n=e.bNode(); }
272    //void getBNode(Node& n, const InEdgeIt& e) const { n=e.bNode(); }
273    //void getBNode(Node& n, const SymEdgeIt& e) const { n=e.bNode(); }
274    //void get_invalid(Node& n) { n=Node(); }
275    //void get_invalid(Edge& e) { e=Edge(); }
276    //void get_invalid(OutEdgeIt& e) { e=OutEdgeIt(); }
277    //void get_invalid(InEdgeIt& e) { e=InEdgeIt(); }
278    //void get_invalid(SymEdgeIt& e) { e=SymEdgeIt(); }
279
280    template< typename It >
281    It first() const {
282      It e;
283      /*getF*/first(e);
284      return e;
285    }
286
287    template< typename It >
288    It first(Node v) const {
289      It e;
290      /*getF*/first(e, v);
291      return e;
292    }
293
294    bool valid(Node n) const { return n.valid(); }
295    bool valid(Edge e) const { return e.valid(); }
296   
297    template <typename It> It getNext(It it) const {
298      It tmp(it); return next(tmp); }
299    template <typename It> It& next(It& it) const { return ++it; }
300   
301
302    /* for getting id's of graph objects */
303    /* these are important for the implementation of property vectors */
304
305    int id(Node v) const { return v.node->id; }
306    int id(Edge e) const { return e.edge->id; }
307
308    /* adding nodes and edges */
309
310    Node addNode() {
311                        Node n = _add_node();
312                        node_maps.add(n);
313                        return n;
314                }
315    Edge addEdge(Node u, Node v) {
316                        Edge e = _add_edge(u.node, v.node);
317                        edge_maps.add(e);
318      return e;
319    }
320
321    void erase(Node i) {
322                        node_maps.erase(i);
323      while (first<OutEdgeIt>(i).valid()) erase(first<OutEdgeIt>(i));
324      while (first<InEdgeIt>(i).valid()) erase(first<InEdgeIt>(i));
325      _delete_node(i.node);
326    }
327 
328    void erase(Edge e) {
329                        edge_maps.erase(e);
330                        _delete_edge(e.edge);
331                }
332
333    void clear() {
334      while (first<NodeIt>().valid()) erase(first<NodeIt>());
335    }
336
337    void setTail(Edge e, Node tail) {
338      _set_tail(e.edge, tail.node);
339    }
340
341    void setHead(Edge e, Node head) {
342      _set_head(e.edge, head.node);
343    }
344
345    /* stream operations, for testing purpose */
346
347    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Node& i) {
348      os << i.node->id; return os;
349    }
350    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Edge& i) {
351      os << "(" << i.edge->_tail->id << "--" << i.edge->id << "->" << i.edge->_head->id << ")";
352      return os;
353    }
354
355    class Node {
356      friend class ListGraph;
357      template <typename T> friend class NodeMap;
358
359      friend class Edge;
360      friend class OutEdgeIt;
361      friend class InEdgeIt;
362      friend class SymEdgeIt;
363      //public:  //FIXME: It is required by op= of NodeIt
364    protected:
365      node_item* node;
366    protected:
367      friend int ListGraph::id(Node v) const;
368    public:
369      Node() /*: node(0)*/ { }
370      Node(const Invalid&) : node(0) { }
371    protected:
372      Node(node_item* _node) : node(_node) { }
373      bool valid() const { return (node); }
374    public:
375      //void makeInvalid() { node=0; }
376      friend bool operator==(Node u, Node v) { return v.node==u.node; }
377      friend bool operator!=(Node u, Node v) { return v.node!=u.node; }
378      friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Node& i);
379    };
380   
381    class NodeIt : public Node {
382      friend class ListGraph;
383      //protected:
384    public: //for everybody but marci
385      NodeIt(const ListGraph& G) : Node(G._first_node) { }
386    public:
387      NodeIt() : Node() { }
388      NodeIt(const Invalid& i) : Node(i) { }
389    protected:
390      NodeIt(node_item* v) : Node(v) { }
391      NodeIt& operator++() { node=node->_next_node; return *this; }
392      //FIXME::
393      //      NodeIt& operator=(const Node& e)
394      //      { node=e.node; return *this; }
395    };
396
397    class Edge {
398      friend class ListGraph;
399      template <typename T> friend class EdgeMap;
400     
401      friend class Node;
402      friend class NodeIt;
403    protected:
404      edge_item* edge;
405      friend int ListGraph::id(Edge e) const;
406    public:
407      Edge() /*: edge(0)*/ { }
408      Edge(const Invalid&) : edge(0) { }
409      //Edge() { }
410    protected:
411      Edge(edge_item* _edge) : edge(_edge) { }
412      bool valid() const { return (edge); }
413    public:
414      //void makeInvalid() { edge=0; }
415      friend bool operator==(Edge u, Edge v) { return v.edge==u.edge; }
416      friend bool operator!=(Edge u, Edge v) { return v.edge!=u.edge; }
417    protected:
418      Node tailNode() const { return Node(edge->_tail); }
419      Node headNode() const { return Node(edge->_head); }
420    public:
421      friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Edge& i);
422    };
423   
424    class EdgeIt : public Edge {
425      friend class ListGraph;
426      //protected:
427    public: //for alpar
428      EdgeIt(const ListGraph& G) {
429        node_item* v=G._first_node;
430        if (v) edge=v->_first_out_edge; else edge=0;
431        while (v && !edge) { v=v->_next_node; if (v) edge=v->_first_out_edge; }
432      }
433    public:
434      EdgeIt() : Edge() { }
435      EdgeIt(const Invalid& i) : Edge(i) { }
436    protected:
437      EdgeIt(edge_item* _e) : Edge(_e) { }
438      EdgeIt& operator++() {
439        node_item* v=edge->_tail;
440        edge=edge->_next_out;
441        while (v && !edge) { v=v->_next_node; if (v) edge=v->_first_out_edge; }
442        return *this;
443      }
444    };
445   
446    class OutEdgeIt : public Edge {
447      friend class ListGraph;
448      //node_item* v;
449      //protected:
450    protected: //for alpar
451      OutEdgeIt(const Node& _v) /*: v(_v.node)*/ { edge=_v.node->_first_out_edge; }
452    public:
453      OutEdgeIt() : Edge()/*, v(0)*/ { }
454      OutEdgeIt(const Invalid& i) : Edge(i) { }
455      OutEdgeIt(const ListGraph&, Node _v) /*: v(_v.node)*/ { edge=_v.node->_first_out_edge; }
456    protected:
457      OutEdgeIt& operator++() { edge=edge->_next_out; return *this; }
458    protected:
459      Node aNode() const { return Node(edge->_tail); }
460      Node bNode() const { return Node(edge->_head); }
461    };
462   
463    class InEdgeIt : public Edge {
464      friend class ListGraph;
465      //node_item* v;
466      //protected:
467    protected: //for alpar
468      InEdgeIt(const Node& _v) /*: v(_v.node)*/ { edge=_v.node->_first_in_edge; }
469    public:
470      InEdgeIt() : Edge()/*, v(0)*/ { }
471      InEdgeIt(const Invalid& i) : Edge(i) { }
472      InEdgeIt(const ListGraph&, Node _v) /*: v(_v.node)*/ { edge=_v.node->_first_in_edge; }
473    protected:
474      InEdgeIt& operator++() { edge=edge->_next_in; return *this; }
475    protected:
476      Node aNode() const { return Node(edge->_head); }
477      Node bNode() const { return Node(edge->_tail); }
478    };
479
480    class SymEdgeIt : public Edge {
481      friend class ListGraph;
482      bool out_or_in; //1 iff out, 0 iff in
483      //node_item* v;
484      //protected:
485    public: //for alpar
486      SymEdgeIt(const Node& _v) /*: v(_v.node)*/ {
487        out_or_in=1;
488        edge=_v.node->_first_out_edge;
489        if (!edge) { edge=_v.node->_first_in_edge; out_or_in=0; }
490      }
491    public:
492      SymEdgeIt() : Edge() /*, v(0)*/ { }
493      SymEdgeIt(const Invalid& i) : Edge(i) { }
494      SymEdgeIt(const ListGraph&, Node _v) /*: v(_v.node)*/ {
495        out_or_in=1;
496        edge=_v.node->_first_out_edge;
497        if (!edge) { edge=_v.node->_first_in_edge; out_or_in=0; }
498      }
499    protected:
500      SymEdgeIt& operator++() {
501        if (out_or_in) {
502          node_item* v=edge->_tail;
503          edge=edge->_next_out;
504          if (!edge) { out_or_in=0; edge=v->_first_in_edge; }
505        } else {
506          edge=edge->_next_in;
507        }
508        return *this;
509      }
510    protected:
511      Node aNode() const {
512        return (out_or_in) ? Node(edge->_tail) : Node(edge->_head); }
513      Node bNode() const {
514        return (out_or_in) ? Node(edge->_head) : Node(edge->_tail); }
515    };
516
517  };
518
519//   template< typename T >
520//   T ListGraph::first() const {
521//     std::cerr << "Invalid use of template<typemane T> T ListGraph::first<T>();" << std::endl;
522//     return T();
523//   }
524
525//   template<>
526//   ListGraph::NodeIt ListGraph::first<ListGraph::NodeIt>() const {
527//     return firstNode();
528//   }
529
530//   template<>
531//   ListGraph::EdgeIt ListGraph::first<ListGraph::EdgeIt>() const {
532//     return firstEdge();
533//   }
534
535//   template< typename T >
536//   T ListGraph::first(ListGraph::Node v) const {
537//     std::cerr << "Invalid use of template<typemane T> T ListGraph::first<T>(ListGRaph::Node);" << std::endl;
538//     return T();
539//   }
540
541//   template<>
542//   ListGraph::OutEdgeIt ListGraph::first<ListGraph::OutEdgeIt>(const ListGraph::Node v) const {
543//     return firstOutEdge(v);
544//   }
545
546//   template<>
547//   ListGraph::InEdgeIt ListGraph::first<ListGraph::InEdgeIt>(const ListGraph::Node v) const {
548//     return firstInEdge(v);
549//   }
550
551//   template<>
552//   ListGraph::SymEdgeIt ListGraph::first<ListGraph::SymEdgeIt>(const ListGraph::Node v) const {
553//     return firstSymEdge(v);
554//   }
555
556
557} //namespace hugo
558
559#endif //HUGO_LIST_GRAPH_H
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.