1 | // -*- c++ -*- // |
---|
2 | |
---|
3 | /** |
---|
4 | * |
---|
5 | * Class for representing paths in graphs. |
---|
6 | * |
---|
7 | */ |
---|
8 | |
---|
9 | #ifndef HUGO_PATH_H |
---|
10 | #define HUGO_PATH_H |
---|
11 | |
---|
12 | #include <deque> |
---|
13 | #include <algorithm> |
---|
14 | |
---|
15 | #include <invalid.h> |
---|
16 | |
---|
17 | namespace hugo { |
---|
18 | |
---|
19 | /* Ennek az allocatorosdinak sokkal jobban utana kene nezni a hasznalata |
---|
20 | elott. Eleg bonyinak nez ki, ahogyan azokat az STL-ben hasznaljak. */ |
---|
21 | |
---|
22 | template<typename Graph> |
---|
23 | class Path { |
---|
24 | |
---|
25 | public: |
---|
26 | typedef typename Graph::Edge GraphEdge; |
---|
27 | typedef typename Graph::Node GraphNode; |
---|
28 | class NodeIt; |
---|
29 | class EdgeIt; |
---|
30 | |
---|
31 | protected: |
---|
32 | Graph& G; |
---|
33 | // FIXME: ehelyett eleg lenne tarolni ket boolt: a ket szelso el |
---|
34 | // iranyitasat: |
---|
35 | GraphNode _first, _last; |
---|
36 | typedef std::deque<GraphEdge> Container; |
---|
37 | Container edges; |
---|
38 | |
---|
39 | public: |
---|
40 | |
---|
41 | Path(Graph &_G) : G(_G), _first(INVALID), _last(INVALID) {} |
---|
42 | |
---|
43 | /// Subpath defined by two nodes. |
---|
44 | /// Nodes may be in reversed order, then |
---|
45 | /// we contstruct the reversed path. |
---|
46 | Path(const Path &P, const NodeIt &a, const NodeIt &b); |
---|
47 | /// Subpath defined by two edges. Contains edges in [a,b) |
---|
48 | /// It is an error if the two edges are not in order! |
---|
49 | Path(const Path &P, const EdgeIt &a, const EdgeIt &b); |
---|
50 | |
---|
51 | size_t length() const { return edges.size(); } |
---|
52 | GraphNode from() const { return _first; } |
---|
53 | GraphNode to() const { return _last; } |
---|
54 | |
---|
55 | NodeIt& first(NodeIt &n) const { return nth(n, 0); } |
---|
56 | EdgeIt& first(EdgeIt &e) const { return nth(e, 0); } |
---|
57 | template<typename It> |
---|
58 | It first() const { |
---|
59 | It e; |
---|
60 | first(e); |
---|
61 | return e; |
---|
62 | } |
---|
63 | |
---|
64 | NodeIt& nth(NodeIt &, size_t) const; |
---|
65 | EdgeIt& nth(EdgeIt &, size_t) const; |
---|
66 | template<typename It> |
---|
67 | It nth(size_t n) const { |
---|
68 | It e; |
---|
69 | nth(e, n); |
---|
70 | return e; |
---|
71 | } |
---|
72 | |
---|
73 | bool valid(const NodeIt &n) const { return n.idx <= length(); } |
---|
74 | bool valid(const EdgeIt &e) const { return e.it < edges.end(); } |
---|
75 | |
---|
76 | bool isForward(const EdgeIt &e) const { return e.forw; } |
---|
77 | |
---|
78 | /// index of a node on the path. Returns length+2 for the invalid NodeIt |
---|
79 | int index(const NodeIt &n) const { return n.idx; } |
---|
80 | /// index of an edge on the path. Returns length+1 for the invalid EdgeIt |
---|
81 | int index(const EdgeIt &e) const { return e.it - edges.begin(); } |
---|
82 | |
---|
83 | EdgeIt& next(EdgeIt &e) const; |
---|
84 | NodeIt& next(NodeIt &n) const; |
---|
85 | template <typename It> |
---|
86 | It getNext(It it) const { |
---|
87 | It tmp(it); return next(tmp); |
---|
88 | } |
---|
89 | |
---|
90 | // A path is constructed using the following four functions. |
---|
91 | // They return false if the requested operation is inconsistent |
---|
92 | // with the path constructed so far. |
---|
93 | // If your path has only one edge you MUST set either "from" or "to"! |
---|
94 | // So you probably SHOULD call it in any case to be safe (and check the |
---|
95 | // returned value to check if your path is consistent with your idea). |
---|
96 | bool pushFront(const GraphEdge &e); |
---|
97 | bool pushBack(const GraphEdge &e); |
---|
98 | bool setFrom(const GraphNode &n); |
---|
99 | bool setTo(const GraphNode &n); |
---|
100 | |
---|
101 | // WARNING: these two functions return the head/tail of an edge with |
---|
102 | // respect to the direction of the path! |
---|
103 | // So G.head(P.graphEdge(e)) == P.graphNode(P.head(e)) holds only if |
---|
104 | // P.forward(e) is true (or the edge is a loop)! |
---|
105 | NodeIt head(const EdgeIt& e) const; |
---|
106 | NodeIt tail(const EdgeIt& e) const; |
---|
107 | |
---|
108 | // FIXME: ezeknek valami jobb nev kellene!!! |
---|
109 | GraphEdge graphEdge(const EdgeIt& e) const; |
---|
110 | GraphNode graphNode(const NodeIt& n) const; |
---|
111 | |
---|
112 | |
---|
113 | /*** Iterator classes ***/ |
---|
114 | class EdgeIt { |
---|
115 | friend class Path; |
---|
116 | |
---|
117 | typename Container::const_iterator it; |
---|
118 | bool forw; |
---|
119 | public: |
---|
120 | // FIXME: jarna neki ilyen is... |
---|
121 | // EdgeIt(Invalid); |
---|
122 | |
---|
123 | bool forward() const { return forw; } |
---|
124 | |
---|
125 | bool operator==(const EdgeIt& e) const { return it==e.it; } |
---|
126 | bool operator!=(const EdgeIt& e) const { return it!=e.it; } |
---|
127 | bool operator<(const EdgeIt& e) const { return it<e.it; } |
---|
128 | }; |
---|
129 | |
---|
130 | class NodeIt { |
---|
131 | friend class Path; |
---|
132 | friend class EdgeIt; |
---|
133 | |
---|
134 | size_t idx; |
---|
135 | bool tail; // Is this node the tail of the edge with same idx? |
---|
136 | |
---|
137 | public: |
---|
138 | // FIXME: jarna neki ilyen is... |
---|
139 | // NodeIt(Invalid); |
---|
140 | |
---|
141 | bool operator==(const NodeIt& n) const { return idx==n.idx; } |
---|
142 | bool operator!=(const NodeIt& n) const { return idx!=n.idx; } |
---|
143 | bool operator<(const NodeIt& n) const { return idx<n.idx; } |
---|
144 | }; |
---|
145 | |
---|
146 | private: |
---|
147 | bool edgeIncident(const GraphEdge &e, const GraphNode &a, |
---|
148 | GraphNode &b); |
---|
149 | bool connectTwoEdges(const GraphEdge &e, const GraphEdge &f); |
---|
150 | }; |
---|
151 | |
---|
152 | template<typename Gr> |
---|
153 | typename Path<Gr>::EdgeIt& |
---|
154 | Path<Gr>::next(Path::EdgeIt &e) const { |
---|
155 | if( e.it == edges.end() ) |
---|
156 | return e; |
---|
157 | |
---|
158 | GraphNode common_node = ( e.forw ? G.head(*e.it) : G.tail(*e.it) ); |
---|
159 | ++e.it; |
---|
160 | |
---|
161 | // Invalid edgeit is always forward :) |
---|
162 | if( e.it == edges.end() ) { |
---|
163 | e.forw = true; |
---|
164 | return e; |
---|
165 | } |
---|
166 | |
---|
167 | e.forw = ( G.tail(*e.it) == common_node ); |
---|
168 | return e; |
---|
169 | } |
---|
170 | |
---|
171 | template<typename Gr> |
---|
172 | typename Path<Gr>::NodeIt& Path<Gr>::next(NodeIt &n) const { |
---|
173 | if( n.idx >= length() ) { |
---|
174 | // FIXME: invalid |
---|
175 | n.idx = length()+1; |
---|
176 | return n; |
---|
177 | } |
---|
178 | |
---|
179 | |
---|
180 | GraphNode next_node = ( n.tail ? G.head(edges[n.idx]) : |
---|
181 | G.tail(edges[n.idx]) ); |
---|
182 | ++n.idx; |
---|
183 | if( n.idx < length() ) { |
---|
184 | n.tail = ( next_node == G.tail(edges[n.idx]) ); |
---|
185 | } |
---|
186 | else { |
---|
187 | n.tail = true; |
---|
188 | } |
---|
189 | |
---|
190 | return n; |
---|
191 | } |
---|
192 | |
---|
193 | template<typename Gr> |
---|
194 | bool Path<Gr>::edgeIncident(const GraphEdge &e, const GraphNode &a, |
---|
195 | GraphNode &b) { |
---|
196 | if( G.tail(e) == a ) { |
---|
197 | b=G.head(e); |
---|
198 | return true; |
---|
199 | } |
---|
200 | if( G.head(e) == a ) { |
---|
201 | b=G.tail(e); |
---|
202 | return true; |
---|
203 | } |
---|
204 | return false; |
---|
205 | } |
---|
206 | |
---|
207 | template<typename Gr> |
---|
208 | bool Path<Gr>::connectTwoEdges(const GraphEdge &e, |
---|
209 | const GraphEdge &f) { |
---|
210 | if( edgeIncident(f, G.tail(e), _last) ) { |
---|
211 | _first = G.head(e); |
---|
212 | return true; |
---|
213 | } |
---|
214 | if( edgeIncident(f, G.head(e), _last) ) { |
---|
215 | _first = G.tail(e); |
---|
216 | return true; |
---|
217 | } |
---|
218 | return false; |
---|
219 | } |
---|
220 | |
---|
221 | template<typename Gr> |
---|
222 | bool Path<Gr>::pushFront(const GraphEdge &e) { |
---|
223 | if( G.valid(_first) ) { |
---|
224 | if( edgeIncident(e, _first, _first) ) { |
---|
225 | edges.push_front(e); |
---|
226 | return true; |
---|
227 | } |
---|
228 | else |
---|
229 | return false; |
---|
230 | } |
---|
231 | else if( length() < 1 || connectTwoEdges(e, edges[0]) ) { |
---|
232 | edges.push_front(e); |
---|
233 | return true; |
---|
234 | } |
---|
235 | else |
---|
236 | return false; |
---|
237 | } |
---|
238 | |
---|
239 | template<typename Gr> |
---|
240 | bool Path<Gr>::pushBack(const GraphEdge &e) { |
---|
241 | if( G.valid(_last) ) { |
---|
242 | if( edgeIncident(e, _last, _last) ) { |
---|
243 | edges.push_back(e); |
---|
244 | return true; |
---|
245 | } |
---|
246 | else |
---|
247 | return false; |
---|
248 | } |
---|
249 | else if( length() < 1 || connectTwoEdges(edges[0], e) ) { |
---|
250 | edges.push_back(e); |
---|
251 | return true; |
---|
252 | } |
---|
253 | else |
---|
254 | return false; |
---|
255 | } |
---|
256 | |
---|
257 | |
---|
258 | template<typename Gr> |
---|
259 | bool Path<Gr>::setFrom(const GraphNode &n) { |
---|
260 | if( G.valid(_first) ) { |
---|
261 | return _first == n; |
---|
262 | } |
---|
263 | else { |
---|
264 | if( length() > 0) { |
---|
265 | if( edgeIncident(edges[0], n, _last) ) { |
---|
266 | _first = n; |
---|
267 | return true; |
---|
268 | } |
---|
269 | else return false; |
---|
270 | } |
---|
271 | else { |
---|
272 | _first = _last = n; |
---|
273 | return true; |
---|
274 | } |
---|
275 | } |
---|
276 | } |
---|
277 | |
---|
278 | template<typename Gr> |
---|
279 | bool Path<Gr>::setTo(const GraphNode &n) { |
---|
280 | if( G.valid(_last) ) { |
---|
281 | return _last == n; |
---|
282 | } |
---|
283 | else { |
---|
284 | if( length() > 0) { |
---|
285 | if( edgeIncident(edges[0], n, _first) ) { |
---|
286 | _last = n; |
---|
287 | return true; |
---|
288 | } |
---|
289 | else return false; |
---|
290 | } |
---|
291 | else { |
---|
292 | _first = _last = n; |
---|
293 | return true; |
---|
294 | } |
---|
295 | } |
---|
296 | } |
---|
297 | |
---|
298 | |
---|
299 | template<typename Gr> |
---|
300 | typename Path<Gr>::NodeIt |
---|
301 | Path<Gr>::tail(const EdgeIt& e) const { |
---|
302 | NodeIt n; |
---|
303 | |
---|
304 | if( e.it == edges.end() ) { |
---|
305 | // FIXME: invalid-> invalid |
---|
306 | n.idx = length() + 1; |
---|
307 | n.tail = true; |
---|
308 | return n; |
---|
309 | } |
---|
310 | |
---|
311 | n.idx = e.it-edges.begin(); |
---|
312 | n.tail = e.forw; |
---|
313 | return n; |
---|
314 | } |
---|
315 | |
---|
316 | template<typename Gr> |
---|
317 | typename Path<Gr>::NodeIt |
---|
318 | Path<Gr>::head(const EdgeIt& e) const { |
---|
319 | if( e.it == edges.end()-1 ) { |
---|
320 | return _last; |
---|
321 | } |
---|
322 | |
---|
323 | EdgeIt next_edge = e; |
---|
324 | next(next_edge); |
---|
325 | return tail(next_edge); |
---|
326 | } |
---|
327 | |
---|
328 | template<typename Gr> |
---|
329 | typename Path<Gr>::GraphEdge |
---|
330 | Path<Gr>::graphEdge(const EdgeIt& e) const { |
---|
331 | if( e.it != edges.end() ) { |
---|
332 | return *e.it; |
---|
333 | } |
---|
334 | else { |
---|
335 | return INVALID; |
---|
336 | } |
---|
337 | } |
---|
338 | |
---|
339 | template<typename Gr> |
---|
340 | typename Path<Gr>::GraphNode |
---|
341 | Path<Gr>::graphNode(const NodeIt& n) const { |
---|
342 | if( n.idx < length() ) { |
---|
343 | return n.tail ? G.tail(edges[n.idx]) : G.head(edges[n.idx]); |
---|
344 | } |
---|
345 | else if( n.idx == length() ) { |
---|
346 | return _last; |
---|
347 | } |
---|
348 | else { |
---|
349 | return INVALID; |
---|
350 | } |
---|
351 | } |
---|
352 | |
---|
353 | template<typename Gr> |
---|
354 | typename Path<Gr>::EdgeIt& Path<Gr>::nth(EdgeIt &e, size_t k) const { |
---|
355 | if( k<0 || k>=length() ) { |
---|
356 | // FIXME: invalid EdgeIt |
---|
357 | e.it = edges.end(); |
---|
358 | e.forw = true; |
---|
359 | return e; |
---|
360 | } |
---|
361 | |
---|
362 | e.it = edges.begin()+k; |
---|
363 | if(k==0) { |
---|
364 | e.forw = ( G.tail(*e.it) == _first ); |
---|
365 | } |
---|
366 | else { |
---|
367 | e.forw = ( G.tail(*e.it) == G.tail(edges[k-1]) || |
---|
368 | G.tail(*e.it) == G.head(edges[k-1]) ); |
---|
369 | } |
---|
370 | return e; |
---|
371 | } |
---|
372 | |
---|
373 | template<typename Gr> |
---|
374 | typename Path<Gr>::NodeIt& Path<Gr>::nth(NodeIt &n, size_t k) const { |
---|
375 | if( k<0 || k>length() ) { |
---|
376 | // FIXME: invalid NodeIt |
---|
377 | n.idx = length()+1; |
---|
378 | n.tail = true; |
---|
379 | return n; |
---|
380 | } |
---|
381 | if( k==length() ) { |
---|
382 | n.idx = length(); |
---|
383 | n.tail = true; |
---|
384 | return n; |
---|
385 | } |
---|
386 | n = tail(nth<EdgeIt>(k)); |
---|
387 | return n; |
---|
388 | } |
---|
389 | |
---|
390 | // Reszut konstruktorok: |
---|
391 | |
---|
392 | |
---|
393 | template<typename Gr> |
---|
394 | Path<Gr>::Path(const Path &P, const EdgeIt &a, const EdgeIt &b) : |
---|
395 | G(P.G), edges(a.it, b.it) // WARNING: if b.it < a.it this will blow up! |
---|
396 | { |
---|
397 | if( G.valid(P._first) && a.it < P.edges.end() ) { |
---|
398 | _first = ( a.forw ? G.tail(*a.it) : G.head(*a.it) ); |
---|
399 | if( b.it < P.edges.end() ) { |
---|
400 | _last = ( b.forw ? G.tail(*b.it) : G.head(*b.it) ); |
---|
401 | } |
---|
402 | else { |
---|
403 | _last = P._last; |
---|
404 | } |
---|
405 | } |
---|
406 | } |
---|
407 | |
---|
408 | |
---|
409 | template<typename Gr> |
---|
410 | Path<Gr>::Path(const Path &P, const NodeIt &a, const NodeIt &b) : |
---|
411 | G(P.G) |
---|
412 | { |
---|
413 | if( !P.valid(a) || !P.valid(b) ) |
---|
414 | return; |
---|
415 | |
---|
416 | int ai = a.idx, bi = b.idx; |
---|
417 | if( bi<ai ) |
---|
418 | swap(ai,bi); |
---|
419 | |
---|
420 | edges.resize(bi-ai); |
---|
421 | copy(P.edges.begin()+ai, P.edges.begin()+bi, edges.begin()); |
---|
422 | |
---|
423 | _first = P.graphNode(a); |
---|
424 | _last = P.graphNode(b); |
---|
425 | } |
---|
426 | |
---|
427 | |
---|
428 | } // namespace hugo |
---|
429 | |
---|
430 | #endif // HUGO_PATH_H |
---|