COIN-OR::LEMON - Graph Library

source: lemon-0.x/src/work/deba/test_graph.h @ 595:e10b5e9419ef

Last change on this file since 595:e10b5e9419ef was 595:e10b5e9419ef, checked in by Balazs Dezso, 17 years ago
File size: 16.3 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_factory.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 
42        public:
43       
44                typedef MapBase<ListGraph, Node, NodeIt> NodeMapBase;
45                typedef MapRegistry<ListGraph, Node, NodeIt> NodeMapRegistry;
46                typedef VectorMapFactory<ListGraph, Node, NodeIt> NodeMapFactory;
47                NodeMapRegistry node_maps;
48
49
50
51                typedef MapBase<ListGraph, Edge, EdgeIt> EdgeMapBase;
52                typedef MapRegistry<ListGraph, Edge, EdgeIt> EdgeMapRegistry;
53                typedef VectorMapFactory<ListGraph, Edge, EdgeIt> EdgeMapFactory;
54                EdgeMapRegistry edge_maps;
55 
56
57    int node_id;
58    int edge_id;
59    int _node_num;
60    int _edge_num;
61
62    node_item* _first_node;
63    node_item* _last_node;
64
65    class node_item {
66      friend class ListGraph;
67      template <typename T> friend class NodeMap;
68     
69      friend class Node;
70      friend class NodeIt;
71      friend class Edge;
72      friend class EdgeIt;
73      friend class OutEdgeIt;
74      friend class InEdgeIt;
75      friend class SymEdgeIt;
76      friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Node& i);
77      friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Edge& i);
78      //ListGraph* G;
79      int id;
80      edge_item* _first_out_edge;
81      edge_item* _last_out_edge;
82      edge_item* _first_in_edge;
83      edge_item* _last_in_edge;
84      node_item* _next_node;
85      node_item* _prev_node;
86    public:
87      node_item() { }
88    };
89
90    class edge_item {
91      friend class ListGraph;
92      template <typename T> friend class EdgeMap;
93
94      friend class Node;
95      friend class NodeIt;
96      friend class Edge;
97      friend class EdgeIt;
98      friend class OutEdgeIt;
99      friend class InEdgeIt;
100      friend class SymEdgeIt;
101      friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Edge& i);
102      //ListGraph* G;
103      int id;
104      node_item* _tail;
105      node_item* _head;
106      edge_item* _next_out;
107      edge_item* _prev_out;
108      edge_item* _next_in;
109      edge_item* _prev_in;
110    public:
111      edge_item() { }
112    };
113
114    node_item* _add_node() {
115      node_item* p=new node_item;
116      p->id=node_id++;
117      p->_first_out_edge=0;
118      p->_last_out_edge=0;
119      p->_first_in_edge=0;
120      p->_last_in_edge=0;
121      p->_prev_node=_last_node;
122      p->_next_node=0;
123      if (_last_node) _last_node->_next_node=p;
124      _last_node=p;
125      if (!_first_node) _first_node=p;
126
127      ++_node_num;
128      return p;
129    }
130
131    edge_item* _add_edge(node_item* _tail, node_item* _head) {
132      edge_item* e=new edge_item;
133      e->id=edge_id++;
134      e->_tail=_tail;
135      e->_head=_head;
136     
137      e->_prev_out=_tail->_last_out_edge;
138      if (_tail->_last_out_edge) (_tail->_last_out_edge)->_next_out=e;
139      _tail->_last_out_edge=e;
140      if (!_tail->_first_out_edge) _tail->_first_out_edge=e;
141      e->_next_out=0;
142 
143      e->_prev_in=_head->_last_in_edge;
144      if (_head->_last_in_edge) (_head->_last_in_edge)->_next_in=e;
145      _head->_last_in_edge=e;
146      if (!_head->_first_in_edge) { _head->_first_in_edge=e; }
147      e->_next_in=0;
148
149      ++_edge_num;
150      return e;
151    }
152
153    //deletes a node which has no out edge and no in edge
154    void _delete_node(node_item* v) {
155      if (v->_next_node) (v->_next_node)->_prev_node=v->_prev_node; else
156        _last_node=v->_prev_node;
157      if (v->_prev_node) (v->_prev_node)->_next_node=v->_next_node; else
158        _first_node=v->_next_node;
159
160      delete v;
161      --_node_num;
162    }
163
164    void _delete_edge(edge_item* e) {
165      if (e->_next_out) (e->_next_out)->_prev_out=e->_prev_out; else
166        (e->_tail)->_last_out_edge=e->_prev_out;
167      if (e->_prev_out) (e->_prev_out)->_next_out=e->_next_out; else
168        (e->_tail)->_first_out_edge=e->_next_out;
169      if (e->_next_in) (e->_next_in)->_prev_in=e->_prev_in; else
170        (e->_head)->_last_in_edge=e->_prev_in;
171      if (e->_prev_in) (e->_prev_in)->_next_in=e->_next_in; else
172        (e->_head)->_first_in_edge=e->_next_in;
173
174      delete e;
175      --_edge_num;
176    }
177
178    void _set_tail(edge_item* e, node_item* _tail) {
179      if (e->_next_out) (e->_next_out)->_prev_out=e->_prev_out; else
180        (e->_tail)->_last_out_edge=e->_prev_out;
181      if (e->_prev_out) (e->_prev_out)->_next_out=e->_next_out; else
182        (e->_tail)->_first_out_edge=e->_next_out;
183     
184      e->_tail=_tail;
185     
186      e->_prev_out=_tail->_last_out_edge;
187      if (_tail->_last_out_edge) (_tail->_last_out_edge)->_next_out=e;
188      _tail->_last_out_edge=e;
189      if (!_tail->_first_out_edge) _tail->_first_out_edge=e;
190      e->_next_out=0;
191    }
192
193    void _set_head(edge_item* e, node_item* _head) {
194      if (e->_next_in) (e->_next_in)->_prev_in=e->_prev_in; else
195        (e->_head)->_last_in_edge=e->_prev_in;
196      if (e->_prev_in) (e->_prev_in)->_next_in=e->_next_in; else
197        (e->_head)->_first_in_edge=e->_next_in;
198     
199      e->_head=_head;
200     
201      e->_prev_in=_head->_last_in_edge;
202      if (_head->_last_in_edge) (_head->_last_in_edge)->_next_in=e;
203      _head->_last_in_edge=e;
204      if (!_head->_first_in_edge) { _head->_first_in_edge=e; }
205      e->_next_in=0;
206    }
207
208  public:
209
210    /* default constructor */
211
212    ListGraph() : node_id(0), edge_id(0), _node_num(0), _edge_num(0), _first_node(0), _last_node(0){ }
213   
214    ~ListGraph() {
215      while (first<NodeIt>().valid()) erase(first<NodeIt>());
216    }
217
218    int nodeNum() const { return _node_num; }
219    int edgeNum() const { return _edge_num; }
220
221    /* functions to construct iterators from the graph, or from each other */
222
223    //NodeIt firstNode() const { return NodeIt(*this); }
224    //EdgeIt firstEdge() const { return EdgeIt(*this); }
225   
226    //OutEdgeIt firstOutEdge(const Node v) const { return OutEdgeIt(v); }
227    //InEdgeIt firstInEdge(const Node v) const { return InEdgeIt(v); }
228    //SymEdgeIt firstSymEdge(const Node v) const { return SymEdgeIt(v); }
229    Node tail(Edge e) const { return e.tailNode(); }
230    Node head(Edge e) const { return e.headNode(); }
231
232    Node aNode(const OutEdgeIt& e) const { return e.aNode(); }
233    Node aNode(const InEdgeIt& e) const { return e.aNode(); }
234    Node aNode(const SymEdgeIt& e) const { return e.aNode(); }
235
236    Node bNode(const OutEdgeIt& e) const { return e.bNode(); }
237    Node bNode(const InEdgeIt& e) const { return e.bNode(); }
238    Node bNode(const SymEdgeIt& e) const { return e.bNode(); }
239
240    //Node invalid_node() { return Node(); }
241    //Edge invalid_edge() { return Edge(); }
242    //OutEdgeIt invalid_out_edge() { return OutEdgeIt(); }
243    //InEdgeIt invalid_in_edge() { return InEdgeIt(); }
244    //SymEdgeIt invalid_sym_edge() { return SymEdgeIt(); }
245
246    /* same methods in other style */
247    /* for experimental purpose */
248
249    NodeIt& /*getF*/first(NodeIt& v) const {
250      v=NodeIt(*this); return v; }
251    EdgeIt& /*getF*/first(EdgeIt& e) const {
252      e=EdgeIt(*this); return e; }
253    OutEdgeIt& /*getF*/first(OutEdgeIt& e, Node v) const {
254      e=OutEdgeIt(*this, v); return e; }
255    InEdgeIt& /*getF*/first(InEdgeIt& e, Node v) const {
256      e=InEdgeIt(*this, v); return e; }
257    SymEdgeIt& /*getF*/first(SymEdgeIt& e, Node v) const {
258      e=SymEdgeIt(*this, v); return e; }
259    //void getTail(Node& n, const Edge& e) const { n=tail(e); }
260    //void getHead(Node& n, const Edge& e) const { n=head(e); }
261
262    //void getANode(Node& n, const OutEdgeIt& e) const { n=e.aNode(); }
263    //void getANode(Node& n, const InEdgeIt& e) const { n=e.aNode(); }
264    //void getANode(Node& n, const SymEdgeIt& e) const { n=e.aNode(); }
265    //void getBNode(Node& n, const OutEdgeIt& e) const { n=e.bNode(); }
266    //void getBNode(Node& n, const InEdgeIt& e) const { n=e.bNode(); }
267    //void getBNode(Node& n, const SymEdgeIt& e) const { n=e.bNode(); }
268    //void get_invalid(Node& n) { n=Node(); }
269    //void get_invalid(Edge& e) { e=Edge(); }
270    //void get_invalid(OutEdgeIt& e) { e=OutEdgeIt(); }
271    //void get_invalid(InEdgeIt& e) { e=InEdgeIt(); }
272    //void get_invalid(SymEdgeIt& e) { e=SymEdgeIt(); }
273
274    template< typename It >
275    It first() const {
276      It e;
277      /*getF*/first(e);
278      return e;
279    }
280
281    template< typename It >
282    It first(Node v) const {
283      It e;
284      /*getF*/first(e, v);
285      return e;
286    }
287
288    bool valid(Node n) const { return n.valid(); }
289    bool valid(Edge e) const { return e.valid(); }
290   
291    template <typename It> It getNext(It it) const {
292      It tmp(it); return next(tmp); }
293    template <typename It> It& next(It& it) const { return ++it; }
294   
295
296    /* for getting id's of graph objects */
297    /* these are important for the implementation of property vectors */
298
299    int id(Node v) const { return v.node->id; }
300    int id(Edge e) const { return e.edge->id; }
301
302    /* adding nodes and edges */
303
304    Node addNode() {
305                        Node n = _add_node();
306                        node_maps.add(n);
307                        return n;
308                }
309    Edge addEdge(Node u, Node v) {
310                        Edge e = _add_edge(u.node, v.node);
311                        edge_maps.add(e);
312      return e;
313    }
314
315    void erase(Node i) {
316                        node_maps.erase(i);
317      while (first<OutEdgeIt>(i).valid()) erase(first<OutEdgeIt>(i));
318      while (first<InEdgeIt>(i).valid()) erase(first<InEdgeIt>(i));
319      _delete_node(i.node);
320    }
321 
322    void erase(Edge e) {
323                        edge_maps.erase(e);
324                        _delete_edge(e.edge);
325                }
326
327    void clear() {
328      while (first<NodeIt>().valid()) erase(first<NodeIt>());
329    }
330
331    void setTail(Edge e, Node tail) {
332      _set_tail(e.edge, tail.node);
333    }
334
335    void setHead(Edge e, Node head) {
336      _set_head(e.edge, head.node);
337    }
338
339    /* stream operations, for testing purpose */
340
341    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Node& i) {
342      os << i.node->id; return os;
343    }
344    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Edge& i) {
345      os << "(" << i.edge->_tail->id << "--" << i.edge->id << "->" << i.edge->_head->id << ")";
346      return os;
347    }
348
349    class Node {
350      friend class ListGraph;
351      template <typename T> friend class NodeMap;
352
353      friend class Edge;
354      friend class OutEdgeIt;
355      friend class InEdgeIt;
356      friend class SymEdgeIt;
357      //public:  //FIXME: It is required by op= of NodeIt
358    protected:
359      node_item* node;
360    protected:
361      friend int ListGraph::id(Node v) const;
362    public:
363      Node() /*: node(0)*/ { }
364      Node(const Invalid&) : node(0) { }
365    protected:
366      Node(node_item* _node) : node(_node) { }
367      bool valid() const { return (node); }
368    public:
369      //void makeInvalid() { node=0; }
370      friend bool operator==(Node u, Node v) { return v.node==u.node; }
371      friend bool operator!=(Node u, Node v) { return v.node!=u.node; }
372      friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Node& i);
373    };
374   
375    class NodeIt : public Node {
376      friend class ListGraph;
377      //protected:
378    public: //for everybody but marci
379      NodeIt(const ListGraph& G) : Node(G._first_node) { }
380    public:
381      NodeIt() : Node() { }
382      NodeIt(const Invalid& i) : Node(i) { }
383    protected:
384      NodeIt(node_item* v) : Node(v) { }
385      NodeIt& operator++() { node=node->_next_node; return *this; }
386      //FIXME::
387      //      NodeIt& operator=(const Node& e)
388      //      { node=e.node; return *this; }
389    };
390
391    class Edge {
392      friend class ListGraph;
393      template <typename T> friend class EdgeMap;
394     
395      friend class Node;
396      friend class NodeIt;
397    protected:
398      edge_item* edge;
399      friend int ListGraph::id(Edge e) const;
400    public:
401      Edge() /*: edge(0)*/ { }
402      Edge(const Invalid&) : edge(0) { }
403      //Edge() { }
404    protected:
405      Edge(edge_item* _edge) : edge(_edge) { }
406      bool valid() const { return (edge); }
407    public:
408      //void makeInvalid() { edge=0; }
409      friend bool operator==(Edge u, Edge v) { return v.edge==u.edge; }
410      friend bool operator!=(Edge u, Edge v) { return v.edge!=u.edge; }
411    protected:
412      Node tailNode() const { return Node(edge->_tail); }
413      Node headNode() const { return Node(edge->_head); }
414    public:
415      friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Edge& i);
416    };
417   
418    class EdgeIt : public Edge {
419      friend class ListGraph;
420      //protected:
421    public: //for alpar
422      EdgeIt(const ListGraph& G) {
423        node_item* v=G._first_node;
424        if (v) edge=v->_first_out_edge; else edge=0;
425        while (v && !edge) { v=v->_next_node; if (v) edge=v->_first_out_edge; }
426      }
427    public:
428      EdgeIt() : Edge() { }
429      EdgeIt(const Invalid& i) : Edge(i) { }
430    protected:
431      EdgeIt(edge_item* _e) : Edge(_e) { }
432      EdgeIt& operator++() {
433        node_item* v=edge->_tail;
434        edge=edge->_next_out;
435        while (v && !edge) { v=v->_next_node; if (v) edge=v->_first_out_edge; }
436        return *this;
437      }
438    };
439   
440    class OutEdgeIt : public Edge {
441      friend class ListGraph;
442      //node_item* v;
443      //protected:
444    protected: //for alpar
445      OutEdgeIt(const Node& _v) /*: v(_v.node)*/ { edge=_v.node->_first_out_edge; }
446    public:
447      OutEdgeIt() : Edge()/*, v(0)*/ { }
448      OutEdgeIt(const Invalid& i) : Edge(i) { }
449      OutEdgeIt(const ListGraph&, Node _v) /*: v(_v.node)*/ { edge=_v.node->_first_out_edge; }
450    protected:
451      OutEdgeIt& operator++() { edge=edge->_next_out; return *this; }
452    protected:
453      Node aNode() const { return Node(edge->_tail); }
454      Node bNode() const { return Node(edge->_head); }
455    };
456   
457    class InEdgeIt : public Edge {
458      friend class ListGraph;
459      //node_item* v;
460      //protected:
461    protected: //for alpar
462      InEdgeIt(const Node& _v) /*: v(_v.node)*/ { edge=_v.node->_first_in_edge; }
463    public:
464      InEdgeIt() : Edge()/*, v(0)*/ { }
465      InEdgeIt(const Invalid& i) : Edge(i) { }
466      InEdgeIt(const ListGraph&, Node _v) /*: v(_v.node)*/ { edge=_v.node->_first_in_edge; }
467    protected:
468      InEdgeIt& operator++() { edge=edge->_next_in; return *this; }
469    protected:
470      Node aNode() const { return Node(edge->_head); }
471      Node bNode() const { return Node(edge->_tail); }
472    };
473
474    class SymEdgeIt : public Edge {
475      friend class ListGraph;
476      bool out_or_in; //1 iff out, 0 iff in
477      //node_item* v;
478      //protected:
479    public: //for alpar
480      SymEdgeIt(const Node& _v) /*: v(_v.node)*/ {
481        out_or_in=1;
482        edge=_v.node->_first_out_edge;
483        if (!edge) { edge=_v.node->_first_in_edge; out_or_in=0; }
484      }
485    public:
486      SymEdgeIt() : Edge() /*, v(0)*/ { }
487      SymEdgeIt(const Invalid& i) : Edge(i) { }
488      SymEdgeIt(const ListGraph&, Node _v) /*: v(_v.node)*/ {
489        out_or_in=1;
490        edge=_v.node->_first_out_edge;
491        if (!edge) { edge=_v.node->_first_in_edge; out_or_in=0; }
492      }
493    protected:
494      SymEdgeIt& operator++() {
495        if (out_or_in) {
496          node_item* v=edge->_tail;
497          edge=edge->_next_out;
498          if (!edge) { out_or_in=0; edge=v->_first_in_edge; }
499        } else {
500          edge=edge->_next_in;
501        }
502        return *this;
503      }
504    protected:
505      Node aNode() const {
506        return (out_or_in) ? Node(edge->_tail) : Node(edge->_head); }
507      Node bNode() const {
508        return (out_or_in) ? Node(edge->_head) : Node(edge->_tail); }
509    };
510
511  };
512
513//   template< typename T >
514//   T ListGraph::first() const {
515//     std::cerr << "Invalid use of template<typemane T> T ListGraph::first<T>();" << std::endl;
516//     return T();
517//   }
518
519//   template<>
520//   ListGraph::NodeIt ListGraph::first<ListGraph::NodeIt>() const {
521//     return firstNode();
522//   }
523
524//   template<>
525//   ListGraph::EdgeIt ListGraph::first<ListGraph::EdgeIt>() const {
526//     return firstEdge();
527//   }
528
529//   template< typename T >
530//   T ListGraph::first(ListGraph::Node v) const {
531//     std::cerr << "Invalid use of template<typemane T> T ListGraph::first<T>(ListGRaph::Node);" << std::endl;
532//     return T();
533//   }
534
535//   template<>
536//   ListGraph::OutEdgeIt ListGraph::first<ListGraph::OutEdgeIt>(const ListGraph::Node v) const {
537//     return firstOutEdge(v);
538//   }
539
540//   template<>
541//   ListGraph::InEdgeIt ListGraph::first<ListGraph::InEdgeIt>(const ListGraph::Node v) const {
542//     return firstInEdge(v);
543//   }
544
545//   template<>
546//   ListGraph::SymEdgeIt ListGraph::first<ListGraph::SymEdgeIt>(const ListGraph::Node v) const {
547//     return firstSymEdge(v);
548//   }
549
550
551} //namespace hugo
552
553#endif //HUGO_LIST_GRAPH_H
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.