COIN-OR::LEMON - Graph Library

source: lemon-0.x/src/work/deba/test_graph.h @ 263:f24f276e0b6b

Last change on this file since 263:f24f276e0b6b was 262:60de0f16a4a1, checked in by Balazs Dezso, 18 years ago
File size: 17.3 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
10namespace hugo {
11
12  template <typename It>
13  int count(It it) {
14    int i=0;
15    for( ; it.valid(); ++it) { ++i; }
16    return i;
17  }
18
19  class ListGraph {
20    class node_item;
21    class edge_item;
22  public:
23    class Node;
24    class NodeIt;
25    class Edge;
26    class EdgeIt;
27    class OutEdgeIt;
28    class InEdgeIt;
29    class SymEdgeIt;
30   
31    template <typename T> class NodeMap;
32    template <typename T> class EdgeMap;
33  private:
34    template <typename T> friend class NodeMap;
35    template <typename T> friend class EdgeMap;
36 
37    template <typename T>
38    class NodeMap {
39      const ListGraph& G;
40      std::vector<T> container;
41    public:
42      typedef T ValueType;
43      typedef Node KeyType;
44      NodeMap(const ListGraph& _G) : G(_G), container(G.node_id) { }
45      NodeMap(const ListGraph& _G, T a) :
46        G(_G), container(G.node_id, a) { }
47      void set(Node n, T a) { container[/*G.id(n)*/n.node->id]=a; }
48      T get(Node n) const { return container[/*G.id(n)*/n.node->id]; }
49      typename std::vector<T>::reference operator[](Node n) {
50        return container[/*G.id(n)*/n.node->id]; }
51      typename std::vector<T>::const_reference operator[](Node n) const {
52        return container[/*G.id(n)*/n.node->id];
53      }
54      void update() { container.resize(G.node_id); }
55      void update(T a) { container.resize(G.node_id, a); }
56    };
57
58    template <typename T>
59    class EdgeMap {
60      const ListGraph& G;
61      std::vector<T> container;
62    public:
63      typedef T ValueType;
64      typedef Edge KeyType;
65      EdgeMap(const ListGraph& _G) : G(_G), container(G.edge_id) { }
66      EdgeMap(const ListGraph& _G, T a) :
67        G(_G), container(G.edge_id, a) { }
68      void set(Edge e, T a) { container[/*G.id(e)*/e.edge->id]=a; }
69      T get(Edge e) const { return container[/*G.id(e)*/e.edge->id]; }
70      typename std::vector<T>::reference operator[](Edge e) {
71        return container[/*G.id(e)*/e.edge->id]; }
72      typename std::vector<T>::const_reference operator[](Edge e) const {
73        return container[/*G.id(e)*/e.edge->id];
74      }
75      void update() { container.resize(G.edge_id); }
76      void update(T a) { container.resize(G.edge_id, a); }
77    };
78
79    int node_id;
80    int edge_id;
81    int _node_num;
82    int _edge_num;
83
84    node_item* _first_node;
85    node_item* _last_node;
86
87    class node_item {
88      friend class ListGraph;
89      template <typename T> friend class NodeMap;
90     
91      friend class Node;
92      friend class NodeIt;
93      friend class Edge;
94      friend class EdgeIt;
95      friend class OutEdgeIt;
96      friend class InEdgeIt;
97      friend class SymEdgeIt;
98      friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Node& i);
99      friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Edge& i);
100      //ListGraph* G;
101      int id;
102      edge_item* _first_out_edge;
103      edge_item* _last_out_edge;
104      edge_item* _first_in_edge;
105      edge_item* _last_in_edge;
106      node_item* _next_node;
107      node_item* _prev_node;
108    public:
109      node_item() { }
110    };
111
112    class edge_item {
113      friend class ListGraph;
114      template <typename T> friend class EdgeMap;
115
116      friend class Node;
117      friend class NodeIt;
118      friend class Edge;
119      friend class EdgeIt;
120      friend class OutEdgeIt;
121      friend class InEdgeIt;
122      friend class SymEdgeIt;
123      friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Edge& i);
124      //ListGraph* G;
125      int id;
126      node_item* _tail;
127      node_item* _head;
128      edge_item* _next_out;
129      edge_item* _prev_out;
130      edge_item* _next_in;
131      edge_item* _prev_in;
132    public:
133      edge_item() { }
134    };
135
136    node_item* _add_node() {
137      node_item* p=new node_item;
138      p->id=node_id++;
139      p->_first_out_edge=0;
140      p->_last_out_edge=0;
141      p->_first_in_edge=0;
142      p->_last_in_edge=0;
143      p->_prev_node=_last_node;
144      p->_next_node=0;
145      if (_last_node) _last_node->_next_node=p;
146      _last_node=p;
147      if (!_first_node) _first_node=p;
148
149      ++_node_num;
150      return p;
151    }
152
153    edge_item* _add_edge(node_item* _tail, node_item* _head) {
154      edge_item* e=new edge_item;
155      e->id=edge_id++;
156      e->_tail=_tail;
157      e->_head=_head;
158     
159      e->_prev_out=_tail->_last_out_edge;
160      if (_tail->_last_out_edge) (_tail->_last_out_edge)->_next_out=e;
161      _tail->_last_out_edge=e;
162      if (!_tail->_first_out_edge) _tail->_first_out_edge=e;
163      e->_next_out=0;
164 
165      e->_prev_in=_head->_last_in_edge;
166      if (_head->_last_in_edge) (_head->_last_in_edge)->_next_in=e;
167      _head->_last_in_edge=e;
168      if (!_head->_first_in_edge) { _head->_first_in_edge=e; }
169      e->_next_in=0;
170
171      ++_edge_num;
172      return e;
173    }
174
175    //deletes a node which has no out edge and no in edge
176    void _delete_node(node_item* v) {
177      if (v->_next_node) (v->_next_node)->_prev_node=v->_prev_node; else
178        _last_node=v->_prev_node;
179      if (v->_prev_node) (v->_prev_node)->_next_node=v->_next_node; else
180        _first_node=v->_next_node;
181
182      delete v;
183      --_node_num;
184    }
185
186    void _delete_edge(edge_item* e) {
187      if (e->_next_out) (e->_next_out)->_prev_out=e->_prev_out; else
188        (e->_tail)->_last_out_edge=e->_prev_out;
189      if (e->_prev_out) (e->_prev_out)->_next_out=e->_next_out; else
190        (e->_tail)->_first_out_edge=e->_next_out;
191      if (e->_next_in) (e->_next_in)->_prev_in=e->_prev_in; else
192        (e->_head)->_last_in_edge=e->_prev_in;
193      if (e->_prev_in) (e->_prev_in)->_next_in=e->_next_in; else
194        (e->_head)->_first_in_edge=e->_next_in;
195
196      delete e;
197      --_edge_num;
198    }
199
200    void _set_tail(edge_item* e, node_item* _tail) {
201      if (e->_next_out) (e->_next_out)->_prev_out=e->_prev_out; else
202        (e->_tail)->_last_out_edge=e->_prev_out;
203      if (e->_prev_out) (e->_prev_out)->_next_out=e->_next_out; else
204        (e->_tail)->_first_out_edge=e->_next_out;
205     
206      e->_tail=_tail;
207     
208      e->_prev_out=_tail->_last_out_edge;
209      if (_tail->_last_out_edge) (_tail->_last_out_edge)->_next_out=e;
210      _tail->_last_out_edge=e;
211      if (!_tail->_first_out_edge) _tail->_first_out_edge=e;
212      e->_next_out=0;
213    }
214
215    void _set_head(edge_item* e, node_item* _head) {
216      if (e->_next_in) (e->_next_in)->_prev_in=e->_prev_in; else
217        (e->_head)->_last_in_edge=e->_prev_in;
218      if (e->_prev_in) (e->_prev_in)->_next_in=e->_next_in; else
219        (e->_head)->_first_in_edge=e->_next_in;
220     
221      e->_head=_head;
222     
223      e->_prev_in=_head->_last_in_edge;
224      if (_head->_last_in_edge) (_head->_last_in_edge)->_next_in=e;
225      _head->_last_in_edge=e;
226      if (!_head->_first_in_edge) { _head->_first_in_edge=e; }
227      e->_next_in=0;
228    }
229
230  public:
231
232    /* default constructor */
233
234    ListGraph() : node_id(0), edge_id(0), _node_num(0), _edge_num(0), _first_node(0), _last_node(0) { }
235   
236    ~ListGraph() {
237      while (first<NodeIt>().valid()) erase(first<NodeIt>());
238    }
239
240    int nodeNum() const { return _node_num; }
241    int edgeNum() const { return _edge_num; }
242
243    /* functions to construct iterators from the graph, or from each other */
244
245    //NodeIt firstNode() const { return NodeIt(*this); }
246    //EdgeIt firstEdge() const { return EdgeIt(*this); }
247   
248    //OutEdgeIt firstOutEdge(const Node v) const { return OutEdgeIt(v); }
249    //InEdgeIt firstInEdge(const Node v) const { return InEdgeIt(v); }
250    //SymEdgeIt firstSymEdge(const Node v) const { return SymEdgeIt(v); }
251    Node tail(Edge e) const { return e.tailNode(); }
252    Node head(Edge e) const { return e.headNode(); }
253
254    Node aNode(const OutEdgeIt& e) const { return e.aNode(); }
255    Node aNode(const InEdgeIt& e) const { return e.aNode(); }
256    Node aNode(const SymEdgeIt& e) const { return e.aNode(); }
257
258    Node bNode(const OutEdgeIt& e) const { return e.bNode(); }
259    Node bNode(const InEdgeIt& e) const { return e.bNode(); }
260    Node bNode(const SymEdgeIt& e) const { return e.bNode(); }
261
262    //Node invalid_node() { return Node(); }
263    //Edge invalid_edge() { return Edge(); }
264    //OutEdgeIt invalid_out_edge() { return OutEdgeIt(); }
265    //InEdgeIt invalid_in_edge() { return InEdgeIt(); }
266    //SymEdgeIt invalid_sym_edge() { return SymEdgeIt(); }
267
268    /* same methods in other style */
269    /* for experimental purpose */
270
271    NodeIt& /*getF*/first(NodeIt& v) const {
272      v=NodeIt(*this); return v; }
273    EdgeIt& /*getF*/first(EdgeIt& e) const {
274      e=EdgeIt(*this); return e; }
275    OutEdgeIt& /*getF*/first(OutEdgeIt& e, Node v) const {
276      e=OutEdgeIt(*this, v); return e; }
277    InEdgeIt& /*getF*/first(InEdgeIt& e, Node v) const {
278      e=InEdgeIt(*this, v); return e; }
279    SymEdgeIt& /*getF*/first(SymEdgeIt& e, Node v) const {
280      e=SymEdgeIt(*this, v); return e; }
281    //void getTail(Node& n, const Edge& e) const { n=tail(e); }
282    //void getHead(Node& n, const Edge& e) const { n=head(e); }
283
284    //void getANode(Node& n, const OutEdgeIt& e) const { n=e.aNode(); }
285    //void getANode(Node& n, const InEdgeIt& e) const { n=e.aNode(); }
286    //void getANode(Node& n, const SymEdgeIt& e) const { n=e.aNode(); }
287    //void getBNode(Node& n, const OutEdgeIt& e) const { n=e.bNode(); }
288    //void getBNode(Node& n, const InEdgeIt& e) const { n=e.bNode(); }
289    //void getBNode(Node& n, const SymEdgeIt& e) const { n=e.bNode(); }
290    //void get_invalid(Node& n) { n=Node(); }
291    //void get_invalid(Edge& e) { e=Edge(); }
292    //void get_invalid(OutEdgeIt& e) { e=OutEdgeIt(); }
293    //void get_invalid(InEdgeIt& e) { e=InEdgeIt(); }
294    //void get_invalid(SymEdgeIt& e) { e=SymEdgeIt(); }
295
296    template< typename It >
297    It first() const {
298      It e;
299      /*getF*/first(e);
300      return e;
301    }
302
303    template< typename It >
304    It first(Node v) const {
305      It e;
306      /*getF*/first(e, v);
307      return e;
308    }
309
310    bool valid(Node n) const { return n.valid(); }
311    bool valid(Edge e) const { return e.valid(); }
312   
313    template <typename It> It getNext(It it) const {
314      It tmp(it); return next(tmp); }
315    template <typename It> It& next(It& it) const { return ++it; }
316   
317
318    /* for getting id's of graph objects */
319    /* these are important for the implementation of property vectors */
320
321    int id(Node v) const { return v.node->id; }
322    int id(Edge e) const { return e.edge->id; }
323
324    /* adding nodes and edges */
325
326    Node addNode() { return Node(_add_node()); }
327    Edge addEdge(Node u, Node v) {
328      return Edge(_add_edge(u.node, v.node));
329    }
330
331    void erase(Node i) {
332      while (first<OutEdgeIt>(i).valid()) erase(first<OutEdgeIt>(i));
333      while (first<InEdgeIt>(i).valid()) erase(first<InEdgeIt>(i));
334      _delete_node(i.node);
335    }
336 
337    void erase(Edge e) { _delete_edge(e.edge); }
338
339    void clear() {
340      while (first<NodeIt>().valid()) erase(first<NodeIt>());
341    }
342
343    void setTail(Edge e, Node tail) {
344      _set_tail(e.edge, tail.node);
345    }
346
347    void setHead(Edge e, Node head) {
348      _set_head(e.edge, head.node);
349    }
350
351    /* stream operations, for testing purpose */
352
353    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Node& i) {
354      os << i.node->id; return os;
355    }
356    friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Edge& i) {
357      os << "(" << i.edge->_tail->id << "--" << i.edge->id << "->" << i.edge->_head->id << ")";
358      return os;
359    }
360
361    class Node {
362      friend class ListGraph;
363      template <typename T> friend class NodeMap;
364
365      friend class Edge;
366      friend class OutEdgeIt;
367      friend class InEdgeIt;
368      friend class SymEdgeIt;
369      //public:  //FIXME: It is required by op= of NodeIt
370    protected:
371      node_item* node;
372    protected:
373      friend int ListGraph::id(Node v) const;
374    public:
375      Node() /*: node(0)*/ { }
376      Node(const Invalid&) : node(0) { }
377    protected:
378      Node(node_item* _node) : node(_node) { }
379      bool valid() const { return (node); }
380    public:
381      //void makeInvalid() { node=0; }
382      friend bool operator==(Node u, Node v) { return v.node==u.node; }
383      friend bool operator!=(Node u, Node v) { return v.node!=u.node; }
384      friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Node& i);
385    };
386   
387    class NodeIt : public Node {
388      friend class ListGraph;
389      //protected:
390    public: //for everybody but marci
391      NodeIt(const ListGraph& G) : Node(G._first_node) { }
392    public:
393      NodeIt() : Node() { }
394      NodeIt(const Invalid& i) : Node(i) { }
395    protected:
396      NodeIt(node_item* v) : Node(v) { }
397      NodeIt& operator++() { node=node->_next_node; return *this; }
398      //FIXME::
399      //      NodeIt& operator=(const Node& e)
400      //      { node=e.node; return *this; }
401    };
402
403    class Edge {
404      friend class ListGraph;
405      template <typename T> friend class EdgeMap;
406     
407      friend class Node;
408      friend class NodeIt;
409    protected:
410      edge_item* edge;
411      friend int ListGraph::id(Edge e) const;
412    public:
413      Edge() /*: edge(0)*/ { }
414      Edge(const Invalid&) : edge(0) { }
415      //Edge() { }
416    protected:
417      Edge(edge_item* _edge) : edge(_edge) { }
418      bool valid() const { return (edge); }
419    public:
420      //void makeInvalid() { edge=0; }
421      friend bool operator==(Edge u, Edge v) { return v.edge==u.edge; }
422      friend bool operator!=(Edge u, Edge v) { return v.edge!=u.edge; }
423    protected:
424      Node tailNode() const { return Node(edge->_tail); }
425      Node headNode() const { return Node(edge->_head); }
426    public:
427      friend std::ostream& operator<<(std::ostream& os, const Edge& i);
428    };
429   
430    class EdgeIt : public Edge {
431      friend class ListGraph;
432      //protected:
433    public: //for alpar
434      EdgeIt(const ListGraph& G) {
435        node_item* v=G._first_node;
436        if (v) edge=v->_first_out_edge; else edge=0;
437        while (v && !edge) { v=v->_next_node; if (v) edge=v->_first_out_edge; }
438      }
439    public:
440      EdgeIt() : Edge() { }
441      EdgeIt(const Invalid& i) : Edge(i) { }
442    protected:
443      EdgeIt(edge_item* _e) : Edge(_e) { }
444      EdgeIt& operator++() {
445        node_item* v=edge->_tail;
446        edge=edge->_next_out;
447        while (v && !edge) { v=v->_next_node; if (v) edge=v->_first_out_edge; }
448        return *this;
449      }
450    };
451   
452    class OutEdgeIt : public Edge {
453      friend class ListGraph;
454      //node_item* v;
455      //protected:
456    protected: //for alpar
457      OutEdgeIt(const Node& _v) /*: v(_v.node)*/ { edge=_v.node->_first_out_edge; }
458    public:
459      OutEdgeIt() : Edge()/*, v(0)*/ { }
460      OutEdgeIt(const Invalid& i) : Edge(i) { }
461      OutEdgeIt(const ListGraph&, Node _v) /*: v(_v.node)*/ { edge=_v.node->_first_out_edge; }
462    protected:
463      OutEdgeIt& operator++() { edge=edge->_next_out; return *this; }
464    protected:
465      Node aNode() const { return Node(edge->_tail); }
466      Node bNode() const { return Node(edge->_head); }
467    };
468   
469    class InEdgeIt : public Edge {
470      friend class ListGraph;
471      //node_item* v;
472      //protected:
473    protected: //for alpar
474      InEdgeIt(const Node& _v) /*: v(_v.node)*/ { edge=_v.node->_first_in_edge; }
475    public:
476      InEdgeIt() : Edge()/*, v(0)*/ { }
477      InEdgeIt(const Invalid& i) : Edge(i) { }
478      InEdgeIt(const ListGraph&, Node _v) /*: v(_v.node)*/ { edge=_v.node->_first_in_edge; }
479    protected:
480      InEdgeIt& operator++() { edge=edge->_next_in; return *this; }
481    protected:
482      Node aNode() const { return Node(edge->_head); }
483      Node bNode() const { return Node(edge->_tail); }
484    };
485
486    class SymEdgeIt : public Edge {
487      friend class ListGraph;
488      bool out_or_in; //1 iff out, 0 iff in
489      //node_item* v;
490      //protected:
491    public: //for alpar
492      SymEdgeIt(const Node& _v) /*: v(_v.node)*/ {
493        out_or_in=1;
494        edge=_v.node->_first_out_edge;
495        if (!edge) { edge=_v.node->_first_in_edge; out_or_in=0; }
496      }
497    public:
498      SymEdgeIt() : Edge() /*, v(0)*/ { }
499      SymEdgeIt(const Invalid& i) : Edge(i) { }
500      SymEdgeIt(const ListGraph&, Node _v) /*: v(_v.node)*/ {
501        out_or_in=1;
502        edge=_v.node->_first_out_edge;
503        if (!edge) { edge=_v.node->_first_in_edge; out_or_in=0; }
504      }
505    protected:
506      SymEdgeIt& operator++() {
507        if (out_or_in) {
508          node_item* v=edge->_tail;
509          edge=edge->_next_out;
510          if (!edge) { out_or_in=0; edge=v->_first_in_edge; }
511        } else {
512          edge=edge->_next_in;
513        }
514        return *this;
515      }
516    protected:
517      Node aNode() const {
518        return (out_or_in) ? Node(edge->_tail) : Node(edge->_head); }
519      Node bNode() const {
520        return (out_or_in) ? Node(edge->_head) : Node(edge->_tail); }
521    };
522
523  };
524
525//   template< typename T >
526//   T ListGraph::first() const {
527//     std::cerr << "Invalid use of template<typemane T> T ListGraph::first<T>();" << std::endl;
528//     return T();
529//   }
530
531//   template<>
532//   ListGraph::NodeIt ListGraph::first<ListGraph::NodeIt>() const {
533//     return firstNode();
534//   }
535
536//   template<>
537//   ListGraph::EdgeIt ListGraph::first<ListGraph::EdgeIt>() const {
538//     return firstEdge();
539//   }
540
541//   template< typename T >
542//   T ListGraph::first(ListGraph::Node v) const {
543//     std::cerr << "Invalid use of template<typemane T> T ListGraph::first<T>(ListGRaph::Node);" << std::endl;
544//     return T();
545//   }
546
547//   template<>
548//   ListGraph::OutEdgeIt ListGraph::first<ListGraph::OutEdgeIt>(const ListGraph::Node v) const {
549//     return firstOutEdge(v);
550//   }
551
552//   template<>
553//   ListGraph::InEdgeIt ListGraph::first<ListGraph::InEdgeIt>(const ListGraph::Node v) const {
554//     return firstInEdge(v);
555//   }
556
557//   template<>
558//   ListGraph::SymEdgeIt ListGraph::first<ListGraph::SymEdgeIt>(const ListGraph::Node v) const {
559//     return firstSymEdge(v);
560//   }
561
562
563} //namespace hugo
564
565#endif //HUGO_LIST_GRAPH_H
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.