1 | // -*- c++ -*- |
---|
2 | #ifndef HUGO_EDMONDS_KARP_H |
---|
3 | #define HUGO_EDMONDS_KARP_H |
---|
4 | |
---|
5 | #include <algorithm> |
---|
6 | #include <list> |
---|
7 | #include <iterator> |
---|
8 | |
---|
9 | #include <bfs_iterator.h> |
---|
10 | #include <invalid.h> |
---|
11 | #include <graph_wrapper.h> |
---|
12 | #include <maps.h> |
---|
13 | #include <for_each_macros.h> |
---|
14 | |
---|
15 | namespace hugo { |
---|
16 | |
---|
17 | template <typename Graph, typename Num, |
---|
18 | typename CapMap, typename FlowMap> |
---|
19 | class MaxFlow { |
---|
20 | protected: |
---|
21 | typedef typename Graph::Node Node; |
---|
22 | typedef typename Graph::Edge Edge; |
---|
23 | typedef typename Graph::EdgeIt EdgeIt; |
---|
24 | typedef typename Graph::OutEdgeIt OutEdgeIt; |
---|
25 | typedef typename Graph::InEdgeIt InEdgeIt; |
---|
26 | const Graph* g; |
---|
27 | Node s; |
---|
28 | Node t; |
---|
29 | const CapMap* capacity; |
---|
30 | FlowMap* flow; |
---|
31 | typedef ResGraphWrapper<const Graph, Num, CapMap, FlowMap> ResGW; |
---|
32 | typedef typename ResGW::OutEdgeIt ResGWOutEdgeIt; |
---|
33 | typedef typename ResGW::Edge ResGWEdge; |
---|
34 | //typedef typename ResGW::template NodeMap<bool> ReachedMap; |
---|
35 | typedef typename Graph::template NodeMap<bool> ReachedMap; |
---|
36 | ReachedMap level; |
---|
37 | //reached is called level because of compatibility with preflow |
---|
38 | public: |
---|
39 | |
---|
40 | MaxFlow(const Graph& _g, Node _s, Node _t, const CapMap& _capacity, |
---|
41 | FlowMap& _flow) : |
---|
42 | g(&_g), s(_s), t(_t), capacity(&_capacity), flow(&_flow), level(_g) { } |
---|
43 | |
---|
44 | bool augmentOnShortestPath() { |
---|
45 | ResGW res_graph(*g, *capacity, *flow); |
---|
46 | bool _augment=false; |
---|
47 | |
---|
48 | //ReachedMap level(res_graph); |
---|
49 | FOR_EACH_LOC(typename Graph::NodeIt, e, *g) level.set(e, 0); |
---|
50 | BfsIterator<ResGW, ReachedMap> bfs(res_graph, level); |
---|
51 | bfs.pushAndSetReached(s); |
---|
52 | |
---|
53 | typename ResGW::template NodeMap<ResGWEdge> pred(res_graph); |
---|
54 | pred.set(s, INVALID); |
---|
55 | |
---|
56 | typename ResGW::template NodeMap<Num> free(res_graph); |
---|
57 | |
---|
58 | //searching for augmenting path |
---|
59 | while ( !bfs.finished() ) { |
---|
60 | ResGWOutEdgeIt e=bfs; |
---|
61 | if (res_graph.valid(e) && bfs.isBNodeNewlyReached()) { |
---|
62 | Node v=res_graph.tail(e); |
---|
63 | Node w=res_graph.head(e); |
---|
64 | pred.set(w, e); |
---|
65 | if (res_graph.valid(pred[v])) { |
---|
66 | free.set(w, std::min(free[v], res_graph.resCap(e))); |
---|
67 | } else { |
---|
68 | free.set(w, res_graph.resCap(e)); |
---|
69 | } |
---|
70 | if (res_graph.head(e)==t) { _augment=true; break; } |
---|
71 | } |
---|
72 | |
---|
73 | ++bfs; |
---|
74 | } //end of searching augmenting path |
---|
75 | |
---|
76 | if (_augment) { |
---|
77 | Node n=t; |
---|
78 | Num augment_value=free[t]; |
---|
79 | while (res_graph.valid(pred[n])) { |
---|
80 | ResGWEdge e=pred[n]; |
---|
81 | res_graph.augment(e, augment_value); |
---|
82 | n=res_graph.tail(e); |
---|
83 | } |
---|
84 | } |
---|
85 | |
---|
86 | return _augment; |
---|
87 | } |
---|
88 | |
---|
89 | template<typename MapGraphWrapper> |
---|
90 | class DistanceMap { |
---|
91 | protected: |
---|
92 | const MapGraphWrapper* g; |
---|
93 | typename MapGraphWrapper::template NodeMap<int> dist; |
---|
94 | public: |
---|
95 | DistanceMap(MapGraphWrapper& _g) : g(&_g), dist(*g, g->nodeNum()) { } |
---|
96 | void set(const typename MapGraphWrapper::Node& n, int a) { |
---|
97 | dist.set(n, a); |
---|
98 | } |
---|
99 | int operator[](const typename MapGraphWrapper::Node& n) |
---|
100 | { return dist[n]; } |
---|
101 | // int get(const typename MapGraphWrapper::Node& n) const { |
---|
102 | // return dist[n]; } |
---|
103 | // bool get(const typename MapGraphWrapper::Edge& e) const { |
---|
104 | // return (dist.get(g->tail(e))<dist.get(g->head(e))); } |
---|
105 | bool operator[](const typename MapGraphWrapper::Edge& e) const { |
---|
106 | return (dist[g->tail(e)]<dist[g->head(e)]); |
---|
107 | } |
---|
108 | }; |
---|
109 | |
---|
110 | template<typename MutableGraph> bool augmentOnBlockingFlow() { |
---|
111 | typedef MutableGraph MG; |
---|
112 | bool _augment=false; |
---|
113 | |
---|
114 | ResGW res_graph(*g, *capacity, *flow); |
---|
115 | |
---|
116 | //ReachedMap level(res_graph); |
---|
117 | FOR_EACH_LOC(typename Graph::NodeIt, e, *g) level.set(e, 0); |
---|
118 | BfsIterator<ResGW, ReachedMap> bfs(res_graph, level); |
---|
119 | |
---|
120 | bfs.pushAndSetReached(s); |
---|
121 | //typename ResGW::NodeMap<int> dist(res_graph); //filled up with 0's |
---|
122 | DistanceMap<ResGW> dist(res_graph); |
---|
123 | while ( !bfs.finished() ) { |
---|
124 | ResGWOutEdgeIt e=bfs; |
---|
125 | if (res_graph.valid(e) && bfs.isBNodeNewlyReached()) { |
---|
126 | dist.set(res_graph.head(e), dist[res_graph.tail(e)]+1); |
---|
127 | } |
---|
128 | ++bfs; |
---|
129 | } //computing distances from s in the residual graph |
---|
130 | |
---|
131 | MG F; |
---|
132 | ConstMap<typename ResGW::Node, bool> true_map(true); |
---|
133 | typedef SubGraphWrapper<ResGW, ConstMap<typename ResGW::Node, bool>, |
---|
134 | DistanceMap<ResGW> > FilterResGW; |
---|
135 | FilterResGW filter_res_graph(res_graph, true_map, dist); |
---|
136 | typename ResGW::template NodeMap<typename MG::Node> |
---|
137 | res_graph_to_F(res_graph); |
---|
138 | { |
---|
139 | typename ResGW::NodeIt n; |
---|
140 | for(res_graph.first(n); res_graph.valid(n); res_graph.next(n)) { |
---|
141 | res_graph_to_F.set(n, F.addNode()); |
---|
142 | } |
---|
143 | } |
---|
144 | |
---|
145 | typename MG::Node sF=res_graph_to_F[s]; |
---|
146 | typename MG::Node tF=res_graph_to_F[t]; |
---|
147 | typename MG::template EdgeMap<ResGWEdge> original_edge(F); |
---|
148 | typename MG::template EdgeMap<Num> residual_capacity(F); |
---|
149 | |
---|
150 | //Making F to the graph containing the edges of the residual graph |
---|
151 | //which are in some shortest paths |
---|
152 | { |
---|
153 | typename FilterResGW::EdgeIt e; |
---|
154 | for(filter_res_graph.first(e); filter_res_graph.valid(e); filter_res_graph.next(e)) { |
---|
155 | //if (dist.get(res_graph.head(e))==dist.get(res_graph.tail(e))+1) { |
---|
156 | typename MG::Edge f=F.addEdge(res_graph_to_F[res_graph.tail(e)], res_graph_to_F[res_graph.head(e)]); |
---|
157 | original_edge.update(); |
---|
158 | original_edge.set(f, e); |
---|
159 | residual_capacity.update(); |
---|
160 | residual_capacity.set(f, res_graph.resCap(e)); |
---|
161 | //} |
---|
162 | } |
---|
163 | } |
---|
164 | |
---|
165 | bool __augment=true; |
---|
166 | |
---|
167 | while (__augment) { |
---|
168 | __augment=false; |
---|
169 | //computing blocking flow with dfs |
---|
170 | |
---|
171 | DfsIterator< MG, typename MG::template NodeMap<bool> > dfs(F); |
---|
172 | typename MG::template NodeMap<typename MG::Edge> pred(F); |
---|
173 | pred.set(sF, INVALID); |
---|
174 | //invalid iterators for sources |
---|
175 | |
---|
176 | typename MG::template NodeMap<Num> free(F); |
---|
177 | |
---|
178 | dfs.pushAndSetReached(sF); |
---|
179 | while (!dfs.finished()) { |
---|
180 | ++dfs; |
---|
181 | if (F.valid(/*typename MG::OutEdgeIt*/(dfs))) { |
---|
182 | if (dfs.isBNodeNewlyReached()) { |
---|
183 | typename MG::Node v=F.aNode(dfs); |
---|
184 | typename MG::Node w=F.bNode(dfs); |
---|
185 | pred.set(w, dfs); |
---|
186 | if (F.valid(pred[v])) { |
---|
187 | free.set(w, std::min(free[v], residual_capacity[dfs])); |
---|
188 | } else { |
---|
189 | free.set(w, residual_capacity[dfs]); |
---|
190 | } |
---|
191 | if (w==tF) { |
---|
192 | __augment=true; |
---|
193 | _augment=true; |
---|
194 | break; |
---|
195 | } |
---|
196 | |
---|
197 | } else { |
---|
198 | F.erase(/*typename MG::OutEdgeIt*/(dfs)); |
---|
199 | } |
---|
200 | } |
---|
201 | } |
---|
202 | |
---|
203 | if (__augment) { |
---|
204 | typename MG::Node n=tF; |
---|
205 | Num augment_value=free[tF]; |
---|
206 | while (F.valid(pred[n])) { |
---|
207 | typename MG::Edge e=pred[n]; |
---|
208 | res_graph.augment(original_edge[e], augment_value); |
---|
209 | n=F.tail(e); |
---|
210 | if (residual_capacity[e]==augment_value) |
---|
211 | F.erase(e); |
---|
212 | else |
---|
213 | residual_capacity.set(e, residual_capacity[e]-augment_value); |
---|
214 | } |
---|
215 | } |
---|
216 | |
---|
217 | } |
---|
218 | |
---|
219 | return _augment; |
---|
220 | } |
---|
221 | |
---|
222 | template<typename MutableGraph> bool augmentOnBlockingFlow1() { |
---|
223 | typedef MutableGraph MG; |
---|
224 | bool _augment=false; |
---|
225 | |
---|
226 | ResGW res_graph(*g, *capacity, *flow); |
---|
227 | |
---|
228 | //bfs for distances on the residual graph |
---|
229 | //ReachedMap level(res_graph); |
---|
230 | FOR_EACH_LOC(typename Graph::NodeIt, e, *g) level.set(e, 0); |
---|
231 | BfsIterator<ResGW, ReachedMap> bfs(res_graph, level); |
---|
232 | bfs.pushAndSetReached(s); |
---|
233 | typename ResGW::template NodeMap<int> |
---|
234 | dist(res_graph); //filled up with 0's |
---|
235 | |
---|
236 | //F will contain the physical copy of the residual graph |
---|
237 | //with the set of edges which are on shortest paths |
---|
238 | MG F; |
---|
239 | typename ResGW::template NodeMap<typename MG::Node> |
---|
240 | res_graph_to_F(res_graph); |
---|
241 | { |
---|
242 | typename ResGW::NodeIt n; |
---|
243 | for(res_graph.first(n); res_graph.valid(n); res_graph.next(n)) { |
---|
244 | res_graph_to_F.set(n, F.addNode()); |
---|
245 | } |
---|
246 | } |
---|
247 | |
---|
248 | typename MG::Node sF=res_graph_to_F[s]; |
---|
249 | typename MG::Node tF=res_graph_to_F[t]; |
---|
250 | typename MG::template EdgeMap<ResGWEdge> original_edge(F); |
---|
251 | typename MG::template EdgeMap<Num> residual_capacity(F); |
---|
252 | |
---|
253 | while ( !bfs.finished() ) { |
---|
254 | ResGWOutEdgeIt e=bfs; |
---|
255 | if (res_graph.valid(e)) { |
---|
256 | if (bfs.isBNodeNewlyReached()) { |
---|
257 | dist.set(res_graph.head(e), dist[res_graph.tail(e)]+1); |
---|
258 | typename MG::Edge f=F.addEdge(res_graph_to_F[res_graph.tail(e)], res_graph_to_F[res_graph.head(e)]); |
---|
259 | original_edge.update(); |
---|
260 | original_edge.set(f, e); |
---|
261 | residual_capacity.update(); |
---|
262 | residual_capacity.set(f, res_graph.resCap(e)); |
---|
263 | } else { |
---|
264 | if (dist[res_graph.head(e)]==(dist[res_graph.tail(e)]+1)) { |
---|
265 | typename MG::Edge f=F.addEdge(res_graph_to_F[res_graph.tail(e)], res_graph_to_F[res_graph.head(e)]); |
---|
266 | original_edge.update(); |
---|
267 | original_edge.set(f, e); |
---|
268 | residual_capacity.update(); |
---|
269 | residual_capacity.set(f, res_graph.resCap(e)); |
---|
270 | } |
---|
271 | } |
---|
272 | } |
---|
273 | ++bfs; |
---|
274 | } //computing distances from s in the residual graph |
---|
275 | |
---|
276 | bool __augment=true; |
---|
277 | |
---|
278 | while (__augment) { |
---|
279 | __augment=false; |
---|
280 | //computing blocking flow with dfs |
---|
281 | DfsIterator< MG, typename MG::template NodeMap<bool> > dfs(F); |
---|
282 | typename MG::template NodeMap<typename MG::Edge> pred(F); |
---|
283 | pred.set(sF, INVALID); |
---|
284 | //invalid iterators for sources |
---|
285 | |
---|
286 | typename MG::template NodeMap<Num> free(F); |
---|
287 | |
---|
288 | dfs.pushAndSetReached(sF); |
---|
289 | while (!dfs.finished()) { |
---|
290 | ++dfs; |
---|
291 | if (F.valid(/*typename MG::OutEdgeIt*/(dfs))) { |
---|
292 | if (dfs.isBNodeNewlyReached()) { |
---|
293 | typename MG::Node v=F.aNode(dfs); |
---|
294 | typename MG::Node w=F.bNode(dfs); |
---|
295 | pred.set(w, dfs); |
---|
296 | if (F.valid(pred[v])) { |
---|
297 | free.set(w, std::min(free[v], residual_capacity[dfs])); |
---|
298 | } else { |
---|
299 | free.set(w, residual_capacity[dfs]); |
---|
300 | } |
---|
301 | if (w==tF) { |
---|
302 | __augment=true; |
---|
303 | _augment=true; |
---|
304 | break; |
---|
305 | } |
---|
306 | |
---|
307 | } else { |
---|
308 | F.erase(/*typename MG::OutEdgeIt*/(dfs)); |
---|
309 | } |
---|
310 | } |
---|
311 | } |
---|
312 | |
---|
313 | if (__augment) { |
---|
314 | typename MG::Node n=tF; |
---|
315 | Num augment_value=free[tF]; |
---|
316 | while (F.valid(pred[n])) { |
---|
317 | typename MG::Edge e=pred[n]; |
---|
318 | res_graph.augment(original_edge[e], augment_value); |
---|
319 | n=F.tail(e); |
---|
320 | if (residual_capacity[e]==augment_value) |
---|
321 | F.erase(e); |
---|
322 | else |
---|
323 | residual_capacity.set(e, residual_capacity[e]-augment_value); |
---|
324 | } |
---|
325 | } |
---|
326 | |
---|
327 | } |
---|
328 | |
---|
329 | return _augment; |
---|
330 | } |
---|
331 | |
---|
332 | bool augmentOnBlockingFlow2() { |
---|
333 | bool _augment=false; |
---|
334 | |
---|
335 | ResGW res_graph(*g, *capacity, *flow); |
---|
336 | |
---|
337 | //ReachedMap level(res_graph); |
---|
338 | FOR_EACH_LOC(typename Graph::NodeIt, e, *g) level.set(e, 0); |
---|
339 | BfsIterator<ResGW, ReachedMap> bfs(res_graph, level); |
---|
340 | |
---|
341 | bfs.pushAndSetReached(s); |
---|
342 | DistanceMap<ResGW> dist(res_graph); |
---|
343 | while ( !bfs.finished() ) { |
---|
344 | ResGWOutEdgeIt e=bfs; |
---|
345 | if (res_graph.valid(e) && bfs.isBNodeNewlyReached()) { |
---|
346 | dist.set(res_graph.head(e), dist[res_graph.tail(e)]+1); |
---|
347 | } |
---|
348 | ++bfs; |
---|
349 | } //computing distances from s in the residual graph |
---|
350 | |
---|
351 | //Subgraph containing the edges on some shortest paths |
---|
352 | ConstMap<typename ResGW::Node, bool> true_map(true); |
---|
353 | typedef SubGraphWrapper<ResGW, ConstMap<typename ResGW::Node, bool>, |
---|
354 | DistanceMap<ResGW> > FilterResGW; |
---|
355 | FilterResGW filter_res_graph(res_graph, true_map, dist); |
---|
356 | |
---|
357 | //Subgraph, which is able to delete edges which are already |
---|
358 | //met by the dfs |
---|
359 | typename FilterResGW::template NodeMap<typename FilterResGW::OutEdgeIt> |
---|
360 | first_out_edges(filter_res_graph); |
---|
361 | typename FilterResGW::NodeIt v; |
---|
362 | for(filter_res_graph.first(v); filter_res_graph.valid(v); |
---|
363 | filter_res_graph.next(v)) |
---|
364 | { |
---|
365 | typename FilterResGW::OutEdgeIt e; |
---|
366 | filter_res_graph.first(e, v); |
---|
367 | first_out_edges.set(v, e); |
---|
368 | } |
---|
369 | typedef ErasingFirstGraphWrapper<FilterResGW, typename FilterResGW:: |
---|
370 | template NodeMap<typename FilterResGW::OutEdgeIt> > ErasingResGW; |
---|
371 | ErasingResGW erasing_res_graph(filter_res_graph, first_out_edges); |
---|
372 | |
---|
373 | bool __augment=true; |
---|
374 | |
---|
375 | while (__augment) { |
---|
376 | |
---|
377 | __augment=false; |
---|
378 | //computing blocking flow with dfs |
---|
379 | DfsIterator< ErasingResGW, |
---|
380 | typename ErasingResGW::template NodeMap<bool> > |
---|
381 | dfs(erasing_res_graph); |
---|
382 | typename ErasingResGW:: |
---|
383 | template NodeMap<typename ErasingResGW::OutEdgeIt> |
---|
384 | pred(erasing_res_graph); |
---|
385 | pred.set(s, INVALID); |
---|
386 | //invalid iterators for sources |
---|
387 | |
---|
388 | typename ErasingResGW::template NodeMap<Num> |
---|
389 | free1(erasing_res_graph); |
---|
390 | |
---|
391 | dfs.pushAndSetReached( |
---|
392 | typename ErasingResGW::Node( |
---|
393 | typename FilterResGW::Node( |
---|
394 | typename ResGW::Node(s) |
---|
395 | ) |
---|
396 | ) |
---|
397 | ); |
---|
398 | while (!dfs.finished()) { |
---|
399 | ++dfs; |
---|
400 | if (erasing_res_graph.valid( |
---|
401 | typename ErasingResGW::OutEdgeIt(dfs))) |
---|
402 | { |
---|
403 | if (dfs.isBNodeNewlyReached()) { |
---|
404 | |
---|
405 | typename ErasingResGW::Node v=erasing_res_graph.aNode(dfs); |
---|
406 | typename ErasingResGW::Node w=erasing_res_graph.bNode(dfs); |
---|
407 | |
---|
408 | pred.set(w, /*typename ErasingResGW::OutEdgeIt*/(dfs)); |
---|
409 | if (erasing_res_graph.valid(pred[v])) { |
---|
410 | free1.set(w, std::min(free1[v], res_graph.resCap( |
---|
411 | typename ErasingResGW::OutEdgeIt(dfs)))); |
---|
412 | } else { |
---|
413 | free1.set(w, res_graph.resCap( |
---|
414 | typename ErasingResGW::OutEdgeIt(dfs))); |
---|
415 | } |
---|
416 | |
---|
417 | if (w==t) { |
---|
418 | __augment=true; |
---|
419 | _augment=true; |
---|
420 | break; |
---|
421 | } |
---|
422 | } else { |
---|
423 | erasing_res_graph.erase(dfs); |
---|
424 | } |
---|
425 | } |
---|
426 | } |
---|
427 | |
---|
428 | if (__augment) { |
---|
429 | typename ErasingResGW::Node n=typename FilterResGW::Node(typename ResGW::Node(t)); |
---|
430 | // typename ResGW::NodeMap<Num> a(res_graph); |
---|
431 | // typename ResGW::Node b; |
---|
432 | // Num j=a[b]; |
---|
433 | // typename FilterResGW::NodeMap<Num> a1(filter_res_graph); |
---|
434 | // typename FilterResGW::Node b1; |
---|
435 | // Num j1=a1[b1]; |
---|
436 | // typename ErasingResGW::NodeMap<Num> a2(erasing_res_graph); |
---|
437 | // typename ErasingResGW::Node b2; |
---|
438 | // Num j2=a2[b2]; |
---|
439 | Num augment_value=free1[n]; |
---|
440 | while (erasing_res_graph.valid(pred[n])) { |
---|
441 | typename ErasingResGW::OutEdgeIt e=pred[n]; |
---|
442 | res_graph.augment(e, augment_value); |
---|
443 | n=erasing_res_graph.tail(e); |
---|
444 | if (res_graph.resCap(e)==0) |
---|
445 | erasing_res_graph.erase(e); |
---|
446 | } |
---|
447 | } |
---|
448 | |
---|
449 | } //while (__augment) |
---|
450 | |
---|
451 | return _augment; |
---|
452 | } |
---|
453 | |
---|
454 | void run() { |
---|
455 | //int num_of_augmentations=0; |
---|
456 | while (augmentOnShortestPath()) { |
---|
457 | //while (augmentOnBlockingFlow<MutableGraph>()) { |
---|
458 | //std::cout << ++num_of_augmentations << " "; |
---|
459 | //std::cout<<std::endl; |
---|
460 | } |
---|
461 | } |
---|
462 | |
---|
463 | template<typename MutableGraph> void run() { |
---|
464 | //int num_of_augmentations=0; |
---|
465 | //while (augmentOnShortestPath()) { |
---|
466 | while (augmentOnBlockingFlow<MutableGraph>()) { |
---|
467 | //std::cout << ++num_of_augmentations << " "; |
---|
468 | //std::cout<<std::endl; |
---|
469 | } |
---|
470 | } |
---|
471 | |
---|
472 | Num flowValue() { |
---|
473 | Num a=0; |
---|
474 | OutEdgeIt e; |
---|
475 | for(g->first(e, s); g->valid(e); g->next(e)) { |
---|
476 | a+=(*flow)[e]; |
---|
477 | } |
---|
478 | return a; |
---|
479 | } |
---|
480 | |
---|
481 | }; |
---|
482 | |
---|
483 | |
---|
484 | // template <typename Graph, typename Num, typename FlowMap, typename CapMap> |
---|
485 | // class MaxMatching { |
---|
486 | // public: |
---|
487 | // typedef typename Graph::Node Node; |
---|
488 | // typedef typename Graph::NodeIt NodeIt; |
---|
489 | // typedef typename Graph::Edge Edge; |
---|
490 | // typedef typename Graph::EdgeIt EdgeIt; |
---|
491 | // typedef typename Graph::OutEdgeIt OutEdgeIt; |
---|
492 | // typedef typename Graph::InEdgeIt InEdgeIt; |
---|
493 | |
---|
494 | // typedef typename Graph::NodeMap<bool> SMap; |
---|
495 | // typedef typename Graph::NodeMap<bool> TMap; |
---|
496 | // private: |
---|
497 | // const Graph* G; |
---|
498 | // SMap* S; |
---|
499 | // TMap* T; |
---|
500 | // //Node s; |
---|
501 | // //Node t; |
---|
502 | // FlowMap* flow; |
---|
503 | // const CapMap* capacity; |
---|
504 | // typedef ResGraphWrapper<Graph, Num, FlowMap, CapMap > AugGraph; |
---|
505 | // typedef typename AugGraph::OutEdgeIt AugOutEdgeIt; |
---|
506 | // typedef typename AugGraph::Edge AugEdge; |
---|
507 | // typename Graph::NodeMap<int> used; //0 |
---|
508 | |
---|
509 | // public: |
---|
510 | // MaxMatching(const Graph& _G, SMap& _S, TMap& _T, FlowMap& _flow, const CapMap& _capacity) : |
---|
511 | // G(&_G), S(&_S), T(&_T), flow(&_flow), capacity(&_capacity), used(_G) { } |
---|
512 | // bool augmentOnShortestPath() { |
---|
513 | // AugGraph res_graph(*G, *flow, *capacity); |
---|
514 | // bool _augment=false; |
---|
515 | |
---|
516 | // typedef typename AugGraph::NodeMap<bool> ReachedMap; |
---|
517 | // BfsIterator< AugGraph, /*AugOutEdgeIt,*/ ReachedMap > bfs(res_graph); |
---|
518 | // typename AugGraph::NodeMap<AugEdge> pred(res_graph); |
---|
519 | // for(NodeIt s=G->template first<NodeIt>(); G->valid(s); G->next(s)) { |
---|
520 | // if ((S->get(s)) && (used.get(s)<1) ) { |
---|
521 | // //Num u=0; |
---|
522 | // //for(OutEdgeIt e=G->template first<OutEdgeIt>(s); G->valid(e); G->next(e)) |
---|
523 | // //u+=flow->get(e); |
---|
524 | // //if (u<1) { |
---|
525 | // bfs.pushAndSetReached(s); |
---|
526 | // pred.set(s, AugEdge(INVALID)); |
---|
527 | // //} |
---|
528 | // } |
---|
529 | // } |
---|
530 | |
---|
531 | // typename AugGraph::NodeMap<Num> free(res_graph); |
---|
532 | |
---|
533 | // Node n; |
---|
534 | // //searching for augmenting path |
---|
535 | // while ( !bfs.finished() ) { |
---|
536 | // AugOutEdgeIt e=bfs; |
---|
537 | // if (res_graph.valid(e) && bfs.isBNodeNewlyReached()) { |
---|
538 | // Node v=res_graph.tail(e); |
---|
539 | // Node w=res_graph.head(e); |
---|
540 | // pred.set(w, e); |
---|
541 | // if (res_graph.valid(pred.get(v))) { |
---|
542 | // free.set(w, std::min(free.get(v), res_graph.free(e))); |
---|
543 | // } else { |
---|
544 | // free.set(w, res_graph.free(e)); |
---|
545 | // } |
---|
546 | // n=res_graph.head(e); |
---|
547 | // if (T->get(n) && (used.get(n)<1) ) { |
---|
548 | // //Num u=0; |
---|
549 | // //for(InEdgeIt f=G->template first<InEdgeIt>(n); G->valid(f); G->next(f)) |
---|
550 | // //u+=flow->get(f); |
---|
551 | // //if (u<1) { |
---|
552 | // _augment=true; |
---|
553 | // break; |
---|
554 | // //} |
---|
555 | // } |
---|
556 | // } |
---|
557 | |
---|
558 | // ++bfs; |
---|
559 | // } //end of searching augmenting path |
---|
560 | |
---|
561 | // if (_augment) { |
---|
562 | // //Node n=t; |
---|
563 | // used.set(n, 1); //mind2 vegen jav |
---|
564 | // Num augment_value=free.get(n); |
---|
565 | // while (res_graph.valid(pred.get(n))) { |
---|
566 | // AugEdge e=pred.get(n); |
---|
567 | // res_graph.augment(e, augment_value); |
---|
568 | // n=res_graph.tail(e); |
---|
569 | // } |
---|
570 | // used.set(n, 1); //mind2 vegen jav |
---|
571 | // } |
---|
572 | |
---|
573 | // return _augment; |
---|
574 | // } |
---|
575 | |
---|
576 | // // template<typename MutableGraph> bool augmentOnBlockingFlow() { |
---|
577 | // // bool _augment=false; |
---|
578 | |
---|
579 | // // AugGraph res_graph(*G, *flow, *capacity); |
---|
580 | |
---|
581 | // // typedef typename AugGraph::NodeMap<bool> ReachedMap; |
---|
582 | // // BfsIterator4< AugGraph, AugOutEdgeIt, ReachedMap > bfs(res_graph); |
---|
583 | |
---|
584 | |
---|
585 | |
---|
586 | |
---|
587 | |
---|
588 | // // //typename AugGraph::NodeMap<AugEdge> pred(res_graph); |
---|
589 | // // for(NodeIt s=G->template first<NodeIt>(); G->valid(s); G->next(s)) { |
---|
590 | // // if (S->get(s)) { |
---|
591 | // // Num u=0; |
---|
592 | // // for(OutEdgeIt e=G->template first<OutEdgeIt>(s); G->valid(e); G->next(e)) |
---|
593 | // // u+=flow->get(e); |
---|
594 | // // if (u<1) { |
---|
595 | // // bfs.pushAndSetReached(s); |
---|
596 | // // //pred.set(s, AugEdge(INVALID)); |
---|
597 | // // } |
---|
598 | // // } |
---|
599 | // // } |
---|
600 | |
---|
601 | |
---|
602 | |
---|
603 | |
---|
604 | // // //bfs.pushAndSetReached(s); |
---|
605 | // // typename AugGraph::NodeMap<int> dist(res_graph); //filled up with 0's |
---|
606 | // // while ( !bfs.finished() ) { |
---|
607 | // // AugOutEdgeIt e=bfs; |
---|
608 | // // if (res_graph.valid(e) && bfs.isBNodeNewlyReached()) { |
---|
609 | // // dist.set(res_graph.head(e), dist.get(res_graph.tail(e))+1); |
---|
610 | // // } |
---|
611 | |
---|
612 | // // ++bfs; |
---|
613 | // // } //computing distances from s in the residual graph |
---|
614 | |
---|
615 | // // MutableGraph F; |
---|
616 | // // typename AugGraph::NodeMap<typename MutableGraph::Node> |
---|
617 | // // res_graph_to_F(res_graph); |
---|
618 | // // for(typename AugGraph::NodeIt n=res_graph.template first<typename AugGraph::NodeIt>(); res_graph.valid(n); res_graph.next(n)) { |
---|
619 | // // res_graph_to_F.set(n, F.addNode()); |
---|
620 | // // } |
---|
621 | |
---|
622 | // // typename MutableGraph::Node sF=res_graph_to_F.get(s); |
---|
623 | // // typename MutableGraph::Node tF=res_graph_to_F.get(t); |
---|
624 | |
---|
625 | // // typename MutableGraph::EdgeMap<AugEdge> original_edge(F); |
---|
626 | // // typename MutableGraph::EdgeMap<Num> residual_capacity(F); |
---|
627 | |
---|
628 | // // //Making F to the graph containing the edges of the residual graph |
---|
629 | // // //which are in some shortest paths |
---|
630 | // // for(typename AugGraph::EdgeIt e=res_graph.template first<typename AugGraph::EdgeIt>(); res_graph.valid(e); res_graph.next(e)) { |
---|
631 | // // if (dist.get(res_graph.head(e))==dist.get(res_graph.tail(e))+1) { |
---|
632 | // // typename MutableGraph::Edge f=F.addEdge(res_graph_to_F.get(res_graph.tail(e)), res_graph_to_F.get(res_graph.head(e))); |
---|
633 | // // original_edge.update(); |
---|
634 | // // original_edge.set(f, e); |
---|
635 | // // residual_capacity.update(); |
---|
636 | // // residual_capacity.set(f, res_graph.free(e)); |
---|
637 | // // } |
---|
638 | // // } |
---|
639 | |
---|
640 | // // bool __augment=true; |
---|
641 | |
---|
642 | // // while (__augment) { |
---|
643 | // // __augment=false; |
---|
644 | // // //computing blocking flow with dfs |
---|
645 | // // typedef typename MutableGraph::NodeMap<bool> BlockingReachedMap; |
---|
646 | // // DfsIterator4< MutableGraph, typename MutableGraph::OutEdgeIt, BlockingReachedMap > dfs(F); |
---|
647 | // // typename MutableGraph::NodeMap<typename MutableGraph::Edge> pred(F); |
---|
648 | // // pred.set(sF, typename MutableGraph::Edge(INVALID)); |
---|
649 | // // //invalid iterators for sources |
---|
650 | |
---|
651 | // // typename MutableGraph::NodeMap<Num> free(F); |
---|
652 | |
---|
653 | // // dfs.pushAndSetReached(sF); |
---|
654 | // // while (!dfs.finished()) { |
---|
655 | // // ++dfs; |
---|
656 | // // if (F.valid(typename MutableGraph::OutEdgeIt(dfs))) { |
---|
657 | // // if (dfs.isBNodeNewlyReached()) { |
---|
658 | // // typename MutableGraph::Node v=F.aNode(dfs); |
---|
659 | // // typename MutableGraph::Node w=F.bNode(dfs); |
---|
660 | // // pred.set(w, dfs); |
---|
661 | // // if (F.valid(pred.get(v))) { |
---|
662 | // // free.set(w, std::min(free.get(v), residual_capacity.get(dfs))); |
---|
663 | // // } else { |
---|
664 | // // free.set(w, residual_capacity.get(dfs)); |
---|
665 | // // } |
---|
666 | // // if (w==tF) { |
---|
667 | // // __augment=true; |
---|
668 | // // _augment=true; |
---|
669 | // // break; |
---|
670 | // // } |
---|
671 | |
---|
672 | // // } else { |
---|
673 | // // F.erase(typename MutableGraph::OutEdgeIt(dfs)); |
---|
674 | // // } |
---|
675 | // // } |
---|
676 | // // } |
---|
677 | |
---|
678 | // // if (__augment) { |
---|
679 | // // typename MutableGraph::Node n=tF; |
---|
680 | // // Num augment_value=free.get(tF); |
---|
681 | // // while (F.valid(pred.get(n))) { |
---|
682 | // // typename MutableGraph::Edge e=pred.get(n); |
---|
683 | // // res_graph.augment(original_edge.get(e), augment_value); |
---|
684 | // // n=F.tail(e); |
---|
685 | // // if (residual_capacity.get(e)==augment_value) |
---|
686 | // // F.erase(e); |
---|
687 | // // else |
---|
688 | // // residual_capacity.set(e, residual_capacity.get(e)-augment_value); |
---|
689 | // // } |
---|
690 | // // } |
---|
691 | |
---|
692 | // // } |
---|
693 | |
---|
694 | // // return _augment; |
---|
695 | // // } |
---|
696 | // bool augmentOnBlockingFlow2() { |
---|
697 | // bool _augment=false; |
---|
698 | |
---|
699 | // //typedef ErasingResGraphWrapper<Graph, Num, FlowMap, CapMap> EAugGraph; |
---|
700 | // typedef FilterGraphWrapper< ErasingResGraphWrapper<Graph, Num, FlowMap, CapMap> > EAugGraph; |
---|
701 | // typedef typename EAugGraph::OutEdgeIt EAugOutEdgeIt; |
---|
702 | // typedef typename EAugGraph::Edge EAugEdge; |
---|
703 | |
---|
704 | // EAugGraph res_graph(*G, *flow, *capacity); |
---|
705 | |
---|
706 | // //typedef typename EAugGraph::NodeMap<bool> ReachedMap; |
---|
707 | // BfsIterator< |
---|
708 | // ErasingResGraphWrapper<Graph, Num, FlowMap, CapMap>, |
---|
709 | // /*typename ErasingResGraphWrapper<Graph, Num, FlowMap, CapMap>::OutEdgeIt,*/ |
---|
710 | // ErasingResGraphWrapper<Graph, Num, FlowMap, CapMap>::NodeMap<bool> > bfs(res_graph); |
---|
711 | |
---|
712 | |
---|
713 | // //typename AugGraph::NodeMap<AugEdge> pred(res_graph); |
---|
714 | // for(NodeIt s=G->template first<NodeIt>(); G->valid(s); G->next(s)) { |
---|
715 | // if (S->get(s)) { |
---|
716 | // Num u=0; |
---|
717 | // for(OutEdgeIt e=G->template first<OutEdgeIt>(s); G->valid(e); G->next(e)) |
---|
718 | // u+=flow->get(e); |
---|
719 | // if (u<1) { |
---|
720 | // bfs.pushAndSetReached(s); |
---|
721 | // //pred.set(s, AugEdge(INVALID)); |
---|
722 | // } |
---|
723 | // } |
---|
724 | // } |
---|
725 | |
---|
726 | |
---|
727 | // //bfs.pushAndSetReached(s); |
---|
728 | |
---|
729 | // typename ErasingResGraphWrapper<Graph, Num, FlowMap, CapMap>:: |
---|
730 | // NodeMap<int>& dist=res_graph.dist; |
---|
731 | |
---|
732 | // while ( !bfs.finished() ) { |
---|
733 | // typename ErasingResGraphWrapper<Graph, Num, FlowMap, CapMap>::OutEdgeIt e=bfs; |
---|
734 | // if (res_graph.valid(e) && bfs.isBNodeNewlyReached()) { |
---|
735 | // dist.set(res_graph.head(e), dist.get(res_graph.tail(e))+1); |
---|
736 | // } |
---|
737 | // ++bfs; |
---|
738 | // } //computing distances from s in the residual graph |
---|
739 | |
---|
740 | // bool __augment=true; |
---|
741 | |
---|
742 | // while (__augment) { |
---|
743 | |
---|
744 | // __augment=false; |
---|
745 | // //computing blocking flow with dfs |
---|
746 | // typedef typename EAugGraph::NodeMap<bool> BlockingReachedMap; |
---|
747 | // DfsIterator< EAugGraph/*, EAugOutEdgeIt*/, BlockingReachedMap > |
---|
748 | // dfs(res_graph); |
---|
749 | // typename EAugGraph::NodeMap<EAugEdge> pred(res_graph, INVALID); |
---|
750 | // //pred.set(s, EAugEdge(INVALID)); |
---|
751 | // //invalid iterators for sources |
---|
752 | |
---|
753 | // typename EAugGraph::NodeMap<Num> free(res_graph); |
---|
754 | |
---|
755 | |
---|
756 | // //typename AugGraph::NodeMap<AugEdge> pred(res_graph); |
---|
757 | // for(NodeIt s=G->template first<NodeIt>(); G->valid(s); G->next(s)) { |
---|
758 | // if (S->get(s)) { |
---|
759 | // Num u=0; |
---|
760 | // for(OutEdgeIt e=G->template first<OutEdgeIt>(s); G->valid(e); G->next(e)) |
---|
761 | // u+=flow->get(e); |
---|
762 | // if (u<1) { |
---|
763 | // dfs.pushAndSetReached(s); |
---|
764 | // //pred.set(s, AugEdge(INVALID)); |
---|
765 | // } |
---|
766 | // } |
---|
767 | // } |
---|
768 | |
---|
769 | |
---|
770 | |
---|
771 | // //dfs.pushAndSetReached(s); |
---|
772 | // typename EAugGraph::Node n; |
---|
773 | // while (!dfs.finished()) { |
---|
774 | // ++dfs; |
---|
775 | // if (res_graph.valid(EAugOutEdgeIt(dfs))) { |
---|
776 | // if (dfs.isBNodeNewlyReached()) { |
---|
777 | |
---|
778 | // typename EAugGraph::Node v=res_graph.aNode(dfs); |
---|
779 | // typename EAugGraph::Node w=res_graph.bNode(dfs); |
---|
780 | |
---|
781 | // pred.set(w, EAugOutEdgeIt(dfs)); |
---|
782 | // if (res_graph.valid(pred.get(v))) { |
---|
783 | // free.set(w, std::min(free.get(v), res_graph.free(dfs))); |
---|
784 | // } else { |
---|
785 | // free.set(w, res_graph.free(dfs)); |
---|
786 | // } |
---|
787 | |
---|
788 | // n=w; |
---|
789 | // if (T->get(w)) { |
---|
790 | // Num u=0; |
---|
791 | // for(InEdgeIt f=G->template first<InEdgeIt>(n); G->valid(f); G->next(f)) |
---|
792 | // u+=flow->get(f); |
---|
793 | // if (u<1) { |
---|
794 | // __augment=true; |
---|
795 | // _augment=true; |
---|
796 | // break; |
---|
797 | // } |
---|
798 | // } |
---|
799 | // } else { |
---|
800 | // res_graph.erase(dfs); |
---|
801 | // } |
---|
802 | // } |
---|
803 | |
---|
804 | // } |
---|
805 | |
---|
806 | // if (__augment) { |
---|
807 | // // typename EAugGraph::Node n=t; |
---|
808 | // Num augment_value=free.get(n); |
---|
809 | // while (res_graph.valid(pred.get(n))) { |
---|
810 | // EAugEdge e=pred.get(n); |
---|
811 | // res_graph.augment(e, augment_value); |
---|
812 | // n=res_graph.tail(e); |
---|
813 | // if (res_graph.free(e)==0) |
---|
814 | // res_graph.erase(e); |
---|
815 | // } |
---|
816 | // } |
---|
817 | |
---|
818 | // } |
---|
819 | |
---|
820 | // return _augment; |
---|
821 | // } |
---|
822 | // void run() { |
---|
823 | // //int num_of_augmentations=0; |
---|
824 | // while (augmentOnShortestPath()) { |
---|
825 | // //while (augmentOnBlockingFlow<MutableGraph>()) { |
---|
826 | // //std::cout << ++num_of_augmentations << " "; |
---|
827 | // //std::cout<<std::endl; |
---|
828 | // } |
---|
829 | // } |
---|
830 | // // template<typename MutableGraph> void run() { |
---|
831 | // // //int num_of_augmentations=0; |
---|
832 | // // //while (augmentOnShortestPath()) { |
---|
833 | // // while (augmentOnBlockingFlow<MutableGraph>()) { |
---|
834 | // // //std::cout << ++num_of_augmentations << " "; |
---|
835 | // // //std::cout<<std::endl; |
---|
836 | // // } |
---|
837 | // // } |
---|
838 | // Num flowValue() { |
---|
839 | // Num a=0; |
---|
840 | // EdgeIt e; |
---|
841 | // for(G->/*getF*/first(e); G->valid(e); G->next(e)) { |
---|
842 | // a+=flow->get(e); |
---|
843 | // } |
---|
844 | // return a; |
---|
845 | // } |
---|
846 | // }; |
---|
847 | |
---|
848 | |
---|
849 | |
---|
850 | |
---|
851 | |
---|
852 | |
---|
853 | // // template <typename Graph, typename Num, typename FlowMap, typename CapMap> |
---|
854 | // // class MaxFlow2 { |
---|
855 | // // public: |
---|
856 | // // typedef typename Graph::Node Node; |
---|
857 | // // typedef typename Graph::Edge Edge; |
---|
858 | // // typedef typename Graph::EdgeIt EdgeIt; |
---|
859 | // // typedef typename Graph::OutEdgeIt OutEdgeIt; |
---|
860 | // // typedef typename Graph::InEdgeIt InEdgeIt; |
---|
861 | // // private: |
---|
862 | // // const Graph& G; |
---|
863 | // // std::list<Node>& S; |
---|
864 | // // std::list<Node>& T; |
---|
865 | // // FlowMap& flow; |
---|
866 | // // const CapMap& capacity; |
---|
867 | // // typedef ResGraphWrapper<Graph, Num, FlowMap, CapMap > AugGraph; |
---|
868 | // // typedef typename AugGraph::OutEdgeIt AugOutEdgeIt; |
---|
869 | // // typedef typename AugGraph::Edge AugEdge; |
---|
870 | // // typename Graph::NodeMap<bool> SMap; |
---|
871 | // // typename Graph::NodeMap<bool> TMap; |
---|
872 | // // public: |
---|
873 | // // MaxFlow2(const Graph& _G, std::list<Node>& _S, std::list<Node>& _T, FlowMap& _flow, const CapMap& _capacity) : G(_G), S(_S), T(_T), flow(_flow), capacity(_capacity), SMap(_G), TMap(_G) { |
---|
874 | // // for(typename std::list<Node>::const_iterator i=S.begin(); |
---|
875 | // // i!=S.end(); ++i) { |
---|
876 | // // SMap.set(*i, true); |
---|
877 | // // } |
---|
878 | // // for (typename std::list<Node>::const_iterator i=T.begin(); |
---|
879 | // // i!=T.end(); ++i) { |
---|
880 | // // TMap.set(*i, true); |
---|
881 | // // } |
---|
882 | // // } |
---|
883 | // // bool augment() { |
---|
884 | // // AugGraph res_graph(G, flow, capacity); |
---|
885 | // // bool _augment=false; |
---|
886 | // // Node reached_t_node; |
---|
887 | |
---|
888 | // // typedef typename AugGraph::NodeMap<bool> ReachedMap; |
---|
889 | // // BfsIterator4< AugGraph, AugOutEdgeIt, ReachedMap > bfs(res_graph); |
---|
890 | // // for(typename std::list<Node>::const_iterator i=S.begin(); |
---|
891 | // // i!=S.end(); ++i) { |
---|
892 | // // bfs.pushAndSetReached(*i); |
---|
893 | // // } |
---|
894 | // // //bfs.pushAndSetReached(s); |
---|
895 | |
---|
896 | // // typename AugGraph::NodeMap<AugEdge> pred(res_graph); |
---|
897 | // // //filled up with invalid iterators |
---|
898 | |
---|
899 | // // typename AugGraph::NodeMap<Num> free(res_graph); |
---|
900 | |
---|
901 | // // //searching for augmenting path |
---|
902 | // // while ( !bfs.finished() ) { |
---|
903 | // // AugOutEdgeIt e=/*AugOutEdgeIt*/(bfs); |
---|
904 | // // if (e.valid() && bfs.isBNodeNewlyReached()) { |
---|
905 | // // Node v=res_graph.tail(e); |
---|
906 | // // Node w=res_graph.head(e); |
---|
907 | // // pred.set(w, e); |
---|
908 | // // if (pred.get(v).valid()) { |
---|
909 | // // free.set(w, std::min(free.get(v), e.free())); |
---|
910 | // // } else { |
---|
911 | // // free.set(w, e.free()); |
---|
912 | // // } |
---|
913 | // // if (TMap.get(res_graph.head(e))) { |
---|
914 | // // _augment=true; |
---|
915 | // // reached_t_node=res_graph.head(e); |
---|
916 | // // break; |
---|
917 | // // } |
---|
918 | // // } |
---|
919 | |
---|
920 | // // ++bfs; |
---|
921 | // // } //end of searching augmenting path |
---|
922 | |
---|
923 | // // if (_augment) { |
---|
924 | // // Node n=reached_t_node; |
---|
925 | // // Num augment_value=free.get(reached_t_node); |
---|
926 | // // while (pred.get(n).valid()) { |
---|
927 | // // AugEdge e=pred.get(n); |
---|
928 | // // e.augment(augment_value); |
---|
929 | // // n=res_graph.tail(e); |
---|
930 | // // } |
---|
931 | // // } |
---|
932 | |
---|
933 | // // return _augment; |
---|
934 | // // } |
---|
935 | // // void run() { |
---|
936 | // // while (augment()) { } |
---|
937 | // // } |
---|
938 | // // Num flowValue() { |
---|
939 | // // Num a=0; |
---|
940 | // // for(typename std::list<Node>::const_iterator i=S.begin(); |
---|
941 | // // i!=S.end(); ++i) { |
---|
942 | // // for(OutEdgeIt e=G.template first<OutEdgeIt>(*i); e.valid(); ++e) { |
---|
943 | // // a+=flow.get(e); |
---|
944 | // // } |
---|
945 | // // for(InEdgeIt e=G.template first<InEdgeIt>(*i); e.valid(); ++e) { |
---|
946 | // // a-=flow.get(e); |
---|
947 | // // } |
---|
948 | // // } |
---|
949 | // // return a; |
---|
950 | // // } |
---|
951 | // // }; |
---|
952 | |
---|
953 | |
---|
954 | } // namespace hugo |
---|
955 | |
---|
956 | #endif //HUGO_EDMONDS_KARP_H |
---|