1 | #ifndef LEMON_GREEDY_TSP_H |
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2 | #define LEMON_GREEDY_TSP_H |
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3 | |
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4 | #include <lemon/path.h> |
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5 | #include <lemon/full_graph.h> |
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6 | #include <lemon/unionfind.h> |
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7 | #include <algorithm> |
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8 | |
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9 | namespace lemon { |
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10 | |
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11 | namespace greedy_tsp_helper { |
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12 | |
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13 | template <typename CostMap> |
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14 | class KeyComp { |
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15 | typedef typename CostMap::Key Key; |
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16 | const CostMap &cost; |
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17 | |
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18 | public: |
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19 | KeyComp(const CostMap &_cost) : cost(_cost) {} |
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20 | |
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21 | bool operator() (const Key &a, const Key &b) const { |
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22 | return cost[a] < cost[b]; |
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23 | } |
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24 | }; |
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25 | |
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26 | |
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27 | template <class L> |
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28 | L vectorConvert(const std::vector<FullGraph::Node> &_path) { |
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29 | return L(_path.begin(), _path.end()); |
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30 | } |
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31 | |
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32 | template <> |
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33 | std::vector<FullGraph::Node> vectorConvert(const std::vector<FullGraph::Node> &_path) { |
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34 | return _path; |
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35 | } |
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36 | |
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37 | } |
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38 | |
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39 | |
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40 | template <typename CM> |
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41 | class GreedyTsp { |
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42 | private: |
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43 | GRAPH_TYPEDEFS(FullGraph); |
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44 | |
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45 | public: |
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46 | typedef CM CostMap; |
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47 | typedef typename CM::Value Cost; |
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48 | |
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49 | GreedyTsp(const FullGraph &gr, const CostMap &cost) : _gr(gr), _cost(cost) {} |
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50 | |
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51 | Cost run() { |
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52 | typedef UnionFind<FullGraph::NodeMap<int> > Union; |
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53 | _nodes.clear(); |
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54 | |
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55 | std::vector<int> path; |
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56 | path.resize(_gr.nodeNum()*2, -1); |
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57 | |
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58 | std::vector<typename CostMap::Key> sorted_edges; |
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59 | sorted_edges.reserve(_gr.edgeNum()); |
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60 | for (EdgeIt n(_gr); n != INVALID; ++n) |
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61 | sorted_edges.push_back(n); |
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62 | |
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63 | std::sort(sorted_edges.begin(), sorted_edges.end(), greedy_tsp_helper::KeyComp<CostMap>(_cost)); |
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64 | |
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65 | FullGraph::NodeMap<int> nodemap(_gr); |
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66 | Union unionfind(nodemap); |
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67 | |
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68 | for (NodeIt n(_gr); n != INVALID; ++n) |
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69 | unionfind.insert(n); |
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70 | |
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71 | FullGraph::NodeMap<int> degree(_gr, 0); |
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72 | |
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73 | int nodesNum = 0, i = 0; |
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74 | |
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75 | while ( nodesNum != _gr.nodeNum()-1 ) { |
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76 | const Edge &e = sorted_edges[i]; |
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77 | |
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78 | const Node u = _gr.u(e), |
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79 | v = _gr.v(e); |
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80 | |
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81 | if (degree[u]<=1 && degree[v]<=1) { |
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82 | if (unionfind.join(u, v)) { |
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83 | ++degree[u]; |
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84 | ++degree[v]; |
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85 | ++nodesNum; |
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86 | |
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87 | const int uid = _gr.id(u), |
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88 | vid = _gr.id(v); |
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89 | |
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90 | |
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91 | path[uid*2 + (path[uid*2]==-1 ? 0 : 1)] = vid; |
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92 | path[vid*2 + (path[vid*2]==-1 ? 0 : 1)] = uid; |
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93 | } |
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94 | } |
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95 | |
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96 | ++i; |
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97 | } |
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98 | |
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99 | |
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100 | for (int i=0, n=-1; i<_gr.nodeNum()*2; ++i) { |
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101 | if (path[i] == -1) { |
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102 | if (n==-1) { |
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103 | n = i; |
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104 | } else { |
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105 | path[n] = i/2; |
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106 | path[i] = n/2; |
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107 | break; |
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108 | } |
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109 | } |
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110 | } |
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111 | |
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112 | |
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113 | for (int i=0, j=0, last=-1; i!=_gr.nodeNum(); ++i) { |
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114 | _nodes.push_back(_gr.nodeFromId(j)); |
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115 | |
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116 | if (path[2*j] != last) { |
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117 | last = j; |
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118 | j = path[2*j]; |
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119 | } else { |
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120 | last = j; |
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121 | j = path[2*j+1]; |
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122 | } |
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123 | } |
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124 | |
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125 | _sum = _cost[_gr.edge(_nodes.back(), _nodes.front())]; |
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126 | for (unsigned int i=0; i<_nodes.size()-1; ++i) |
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127 | _sum += _cost[_gr.edge(_nodes[i], _nodes[i+1])]; |
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128 | |
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129 | return _sum; |
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130 | } |
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131 | |
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132 | |
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133 | |
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134 | template <typename L> |
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135 | void tourNodes(L &container) { |
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136 | container(greedy_tsp_helper::vectorConvert<L>(_nodes)); |
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137 | } |
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138 | |
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139 | template <template <typename> class L> |
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140 | L<Node> tourNodes() { |
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141 | return greedy_tsp_helper::vectorConvert<L<Node> >(_nodes); |
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142 | } |
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143 | |
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144 | const std::vector<Node>& tourNodes() { |
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145 | return _nodes; |
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146 | } |
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147 | |
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148 | Path<FullGraph> tour() { |
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149 | Path<FullGraph> p; |
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150 | if (_nodes.size()<2) |
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151 | return p; |
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152 | |
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153 | for (unsigned int i=0; i<_nodes.size()-1; ++i) { |
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154 | p.addBack(_gr.arc(_nodes[i], _nodes[i+1])); |
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155 | } |
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156 | |
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157 | p.addBack(_gr.arc(_nodes.back(), _nodes.front())); |
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158 | |
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159 | return p; |
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160 | } |
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161 | |
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162 | Cost tourCost() { |
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163 | return _sum; |
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164 | } |
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165 | |
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166 | |
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167 | private: |
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168 | const FullGraph &_gr; |
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169 | const CostMap &_cost; |
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170 | Cost _sum; |
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171 | std::vector<Node> _nodes; |
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172 | }; |
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173 | |
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174 | }; // namespace lemon |
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175 | |
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176 | #endif |
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