COIN-OR::LEMON - Graph Library

source: lemon-0.x/src/work/deba/test_graph.h @ 493:bbd1db03f0fe

Last change on this file since 493:bbd1db03f0fe was 378:c3f93631cd24, checked in by Balazs Dezso, 18 years ago
File size: 16.5 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 "vector_map.h"
11
12namespace hugo {
13
14  template <typename It>
15  int count(It it) {
16    int i=0;
17    for( ; it.valid(); ++it) { ++i; }
18    return i;
19  }
20
21  class ListGraph {
22    class node_item;
23    class edge_item;
24  public:
25    class Node;
26    class NodeIt;
27    class Edge;
28    class EdgeIt;
29    class OutEdgeIt;
30    class InEdgeIt;
31    class SymEdgeIt;
32   
33//    template <typename T> class NodeMap;
34//    template <typename T> class EdgeMap;
35  private:
36//    template <typename T> friend class NodeMap;
37 //   template <typename T> friend class EdgeMap;
38 
39  private:
40
41                typedef MapRegistry<ListGraph, Node, NodeIt> NodeMapRegistry;
42                NodeMapRegistry node_maps;
43               
44                typedef MapRegistry<ListGraph, Edge, EdgeIt> EdgeMapRegistry;
45                EdgeMapRegistry edge_maps;
46 
47        public:
48 
49
50    template <typename T>
51    class NodeMap : public VectorMap<ListGraph, Node, NodeIt, T> {
52                public:
53                        NodeMap(ListGraph& g) : VectorMap<ListGraph, Node, NodeIt, T>(g.node_maps) {}
54                };
55               
56    template <typename T>
57    class EdgeMap : public VectorMap<ListGraph, Edge, EdgeIt, T> {
58                public:
59                        EdgeMap(ListGraph& g) : VectorMap<ListGraph, Edge, EdgeIt, T>(g.edge_maps) {}
60                };
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                        edge_maps(*this), node_maps(*this) { }
220   
221    ~ListGraph() {
222      while (first<NodeIt>().valid()) erase(first<NodeIt>());
223    }
224
225    int nodeNum() const { return _node_num; }
226    int edgeNum() const { return _edge_num; }
227
228    /* functions to construct iterators from the graph, or from each other */
229
230    //NodeIt firstNode() const { return NodeIt(*this); }
231    //EdgeIt firstEdge() const { return EdgeIt(*this); }
232   
233    //OutEdgeIt firstOutEdge(const Node v) const { return OutEdgeIt(v); }
234    //InEdgeIt firstInEdge(const Node v) const { return InEdgeIt(v); }
235    //SymEdgeIt firstSymEdge(const Node v) const { return SymEdgeIt(v); }
236    Node tail(Edge e) const { return e.tailNode(); }
237    Node head(Edge e) const { return e.headNode(); }
238
239    Node aNode(const OutEdgeIt& e) const { return e.aNode(); }
240    Node aNode(const InEdgeIt& e) const { return e.aNode(); }
241    Node aNode(const SymEdgeIt& e) const { return e.aNode(); }
242
243    Node bNode(const OutEdgeIt& e) const { return e.bNode(); }
244    Node bNode(const InEdgeIt& e) const { return e.bNode(); }
245    Node bNode(const SymEdgeIt& e) const { return e.bNode(); }
246
247    //Node invalid_node() { return Node(); }
248    //Edge invalid_edge() { return Edge(); }
249    //OutEdgeIt invalid_out_edge() { return OutEdgeIt(); }
250    //InEdgeIt invalid_in_edge() { return InEdgeIt(); }
251    //SymEdgeIt invalid_sym_edge() { return SymEdgeIt(); }
252
253    /* same methods in other style */
254    /* for experimental purpose */
255
256    NodeIt& /*getF*/first(NodeIt& v) const {
257      v=NodeIt(*this); return v; }
258    EdgeIt& /*getF*/first(EdgeIt& e) const {
259      e=EdgeIt(*this); return e; }
260    OutEdgeIt& /*getF*/first(OutEdgeIt& e, Node v) const {
261      e=OutEdgeIt(*this, v); return e; }
262    InEdgeIt& /*getF*/first(InEdgeIt& e, Node v) const {
263      e=InEdgeIt(*this, v); return e; }
264    SymEdgeIt& /*getF*/first(SymEdgeIt& e, Node v) const {
265      e=SymEdgeIt(*this, v); return e; }
266    //void getTail(Node& n, const Edge& e) const { n=tail(e); }
267    //void getHead(Node& n, const Edge& e) const { n=head(e); }
268
269    //void getANode(Node& n, const OutEdgeIt& e) const { n=e.aNode(); }
270    //void getANode(Node& n, const InEdgeIt& e) const { n=e.aNode(); }
271    //void getANode(Node& n, const SymEdgeIt& e) const { n=e.aNode(); }
272    //void getBNode(Node& n, const OutEdgeIt& e) const { n=e.bNode(); }
273    //void getBNode(Node& n, const InEdgeIt& e) const { n=e.bNode(); }
274    //void getBNode(Node& n, const SymEdgeIt& e) const { n=e.bNode(); }
275    //void get_invalid(Node& n) { n=Node(); }
276    //void get_invalid(Edge& e) { e=Edge(); }
277    //void get_invalid(OutEdgeIt& e) { e=OutEdgeIt(); }
278    //void get_invalid(InEdgeIt& e) { e=InEdgeIt(); }
279    //void get_invalid(SymEdgeIt& e) { e=SymEdgeIt(); }
280
281    template< typename It >
282    It first() const {
283      It e;
284      /*getF*/first(e);
285      return e;
286    }
287
288    template< typename It >
289    It first(Node v) const {
290      It e;
291      /*getF*/first(e, v);
292      return e;
293    }
294
295    bool valid(Node n) const { return n.valid(); }
296    bool valid(Edge e) const { return e.valid(); }
297   
298    template <typename It> It getNext(It it) const {
299      It tmp(it); return next(tmp); }
300    template <typename It> It& next(It& it) const { return ++it; }
301   
302
303    /* for getting id's of graph objects */
304    /* these are important for the implementation of property vectors */
305
306    int id(Node v) const { return v.node->id; }
307    int id(Edge e) const { return e.edge->id; }
308
309    /* adding nodes and edges */
310
311    Node addNode() {
312                        Node n = _add_node();
313                        node_maps.add(n);
314                        return n;
315                }
316    Edge addEdge(Node u, Node v) {
317                        Edge e = _add_edge(u.node, v.node);
318                        edge_maps.add(e);
319      return e;
320    }
321
322    void erase(Node i) {
323                        node_maps.erase(i);
324      while (first<OutEdgeIt>(i).valid()) erase(first<OutEdgeIt>(i));
325      while (first<InEdgeIt>(i).valid()) erase(first<InEdgeIt>(i));
326      _delete_node(i.node);
327    }
328 
329    void erase(Edge e) {
330                        edge_maps.erase(e);
331                        _delete_edge(e.edge);
332                }
333
334    void clear() {
335      while (first<NodeIt>().valid()) erase(first<NodeIt>());
336    }
337
338    void setTail(Edge e, Node tail) {
339      _set_tail(e.edge, tail.node);
340    }
341
342    void setHead(Edge e, Node head) {
343      _set_head(e.edge, head.node);
344    }
345
346    /* stream operations, for testing purpose */
347
348    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Node& i) {
349      os << i.node->id; return os;
350    }
351    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Edge& i) {
352      os << "(" << i.edge->_tail->id << "--" << i.edge->id << "->" << i.edge->_head->id << ")";
353      return os;
354    }
355
356    class Node {
357      friend class ListGraph;
358      template <typename T> friend class NodeMap;
359
360      friend class Edge;
361      friend class OutEdgeIt;
362      friend class InEdgeIt;
363      friend class SymEdgeIt;
364      //public:  //FIXME: It is required by op= of NodeIt
365    protected:
366      node_item* node;
367    protected:
368      friend int ListGraph::id(Node v) const;
369    public:
370      Node() /*: node(0)*/ { }
371      Node(const Invalid&) : node(0) { }
372    protected:
373      Node(node_item* _node) : node(_node) { }
374      bool valid() const { return (node); }
375    public:
376      //void makeInvalid() { node=0; }
377      friend bool operator==(Node u, Node v) { return v.node==u.node; }
378      friend bool operator!=(Node u, Node v) { return v.node!=u.node; }
379      friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Node& i);
380    };
381   
382    class NodeIt : public Node {
383      friend class ListGraph;
384      //protected:
385    public: //for everybody but marci
386      NodeIt(const ListGraph& G) : Node(G._first_node) { }
387    public:
388      NodeIt() : Node() { }
389      NodeIt(const Invalid& i) : Node(i) { }
390    protected:
391      NodeIt(node_item* v) : Node(v) { }
392      NodeIt& operator++() { node=node->_next_node; return *this; }
393      //FIXME::
394      //      NodeIt& operator=(const Node& e)
395      //      { node=e.node; return *this; }
396    };
397
398    class Edge {
399      friend class ListGraph;
400      template <typename T> friend class EdgeMap;
401     
402      friend class Node;
403      friend class NodeIt;
404    protected:
405      edge_item* edge;
406      friend int ListGraph::id(Edge e) const;
407    public:
408      Edge() /*: edge(0)*/ { }
409      Edge(const Invalid&) : edge(0) { }
410      //Edge() { }
411    protected:
412      Edge(edge_item* _edge) : edge(_edge) { }
413      bool valid() const { return (edge); }
414    public:
415      //void makeInvalid() { edge=0; }
416      friend bool operator==(Edge u, Edge v) { return v.edge==u.edge; }
417      friend bool operator!=(Edge u, Edge v) { return v.edge!=u.edge; }
418    protected:
419      Node tailNode() const { return Node(edge->_tail); }
420      Node headNode() const { return Node(edge->_head); }
421    public:
422      friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Edge& i);
423    };
424   
425    class EdgeIt : public Edge {
426      friend class ListGraph;
427      //protected:
428    public: //for alpar
429      EdgeIt(const ListGraph& G) {
430        node_item* v=G._first_node;
431        if (v) edge=v->_first_out_edge; else edge=0;
432        while (v && !edge) { v=v->_next_node; if (v) edge=v->_first_out_edge; }
433      }
434    public:
435      EdgeIt() : Edge() { }
436      EdgeIt(const Invalid& i) : Edge(i) { }
437    protected:
438      EdgeIt(edge_item* _e) : Edge(_e) { }
439      EdgeIt& operator++() {
440        node_item* v=edge->_tail;
441        edge=edge->_next_out;
442        while (v && !edge) { v=v->_next_node; if (v) edge=v->_first_out_edge; }
443        return *this;
444      }
445    };
446   
447    class OutEdgeIt : public Edge {
448      friend class ListGraph;
449      //node_item* v;
450      //protected:
451    protected: //for alpar
452      OutEdgeIt(const Node& _v) /*: v(_v.node)*/ { edge=_v.node->_first_out_edge; }
453    public:
454      OutEdgeIt() : Edge()/*, v(0)*/ { }
455      OutEdgeIt(const Invalid& i) : Edge(i) { }
456      OutEdgeIt(const ListGraph&, Node _v) /*: v(_v.node)*/ { edge=_v.node->_first_out_edge; }
457    protected:
458      OutEdgeIt& operator++() { edge=edge->_next_out; return *this; }
459    protected:
460      Node aNode() const { return Node(edge->_tail); }
461      Node bNode() const { return Node(edge->_head); }
462    };
463   
464    class InEdgeIt : public Edge {
465      friend class ListGraph;
466      //node_item* v;
467      //protected:
468    protected: //for alpar
469      InEdgeIt(const Node& _v) /*: v(_v.node)*/ { edge=_v.node->_first_in_edge; }
470    public:
471      InEdgeIt() : Edge()/*, v(0)*/ { }
472      InEdgeIt(const Invalid& i) : Edge(i) { }
473      InEdgeIt(const ListGraph&, Node _v) /*: v(_v.node)*/ { edge=_v.node->_first_in_edge; }
474    protected:
475      InEdgeIt& operator++() { edge=edge->_next_in; return *this; }
476    protected:
477      Node aNode() const { return Node(edge->_head); }
478      Node bNode() const { return Node(edge->_tail); }
479    };
480
481    class SymEdgeIt : public Edge {
482      friend class ListGraph;
483      bool out_or_in; //1 iff out, 0 iff in
484      //node_item* v;
485      //protected:
486    public: //for alpar
487      SymEdgeIt(const Node& _v) /*: v(_v.node)*/ {
488        out_or_in=1;
489        edge=_v.node->_first_out_edge;
490        if (!edge) { edge=_v.node->_first_in_edge; out_or_in=0; }
491      }
492    public:
493      SymEdgeIt() : Edge() /*, v(0)*/ { }
494      SymEdgeIt(const Invalid& i) : Edge(i) { }
495      SymEdgeIt(const ListGraph&, Node _v) /*: v(_v.node)*/ {
496        out_or_in=1;
497        edge=_v.node->_first_out_edge;
498        if (!edge) { edge=_v.node->_first_in_edge; out_or_in=0; }
499      }
500    protected:
501      SymEdgeIt& operator++() {
502        if (out_or_in) {
503          node_item* v=edge->_tail;
504          edge=edge->_next_out;
505          if (!edge) { out_or_in=0; edge=v->_first_in_edge; }
506        } else {
507          edge=edge->_next_in;
508        }
509        return *this;
510      }
511    protected:
512      Node aNode() const {
513        return (out_or_in) ? Node(edge->_tail) : Node(edge->_head); }
514      Node bNode() const {
515        return (out_or_in) ? Node(edge->_head) : Node(edge->_tail); }
516    };
517
518  };
519
520//   template< typename T >
521//   T ListGraph::first() const {
522//     std::cerr << "Invalid use of template<typemane T> T ListGraph::first<T>();" << std::endl;
523//     return T();
524//   }
525
526//   template<>
527//   ListGraph::NodeIt ListGraph::first<ListGraph::NodeIt>() const {
528//     return firstNode();
529//   }
530
531//   template<>
532//   ListGraph::EdgeIt ListGraph::first<ListGraph::EdgeIt>() const {
533//     return firstEdge();
534//   }
535
536//   template< typename T >
537//   T ListGraph::first(ListGraph::Node v) const {
538//     std::cerr << "Invalid use of template<typemane T> T ListGraph::first<T>(ListGRaph::Node);" << std::endl;
539//     return T();
540//   }
541
542//   template<>
543//   ListGraph::OutEdgeIt ListGraph::first<ListGraph::OutEdgeIt>(const ListGraph::Node v) const {
544//     return firstOutEdge(v);
545//   }
546
547//   template<>
548//   ListGraph::InEdgeIt ListGraph::first<ListGraph::InEdgeIt>(const ListGraph::Node v) const {
549//     return firstInEdge(v);
550//   }
551
552//   template<>
553//   ListGraph::SymEdgeIt ListGraph::first<ListGraph::SymEdgeIt>(const ListGraph::Node v) const {
554//     return firstSymEdge(v);
555//   }
556
557
558} //namespace hugo
559
560#endif //HUGO_LIST_GRAPH_H
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.