1 | #ifndef LEMON_OPT2_TSP_H |
---|
2 | #define LEMON_OPT2_TSP_H |
---|
3 | |
---|
4 | #include <vector> |
---|
5 | #include <lemon/full_graph.h> |
---|
6 | #include <lemon/path.h> |
---|
7 | |
---|
8 | namespace lemon { |
---|
9 | |
---|
10 | namespace opt2_helper { |
---|
11 | template <class L> |
---|
12 | L vectorConvert(const std::vector<FullGraph::Node> &_path) { |
---|
13 | return L(_path.begin(), _path.end()); |
---|
14 | } |
---|
15 | |
---|
16 | template <> |
---|
17 | std::vector<FullGraph::Node> vectorConvert(const std::vector<FullGraph::Node> &_path) { |
---|
18 | return _path; |
---|
19 | } |
---|
20 | } |
---|
21 | |
---|
22 | template <typename CM> |
---|
23 | class Opt2Tsp { |
---|
24 | private: |
---|
25 | GRAPH_TYPEDEFS(FullGraph); |
---|
26 | |
---|
27 | public: |
---|
28 | typedef CM CostMap; |
---|
29 | typedef typename CM::Value Cost; |
---|
30 | |
---|
31 | |
---|
32 | Opt2Tsp(const FullGraph &gr, const CostMap &cost) : _gr(gr), _cost(cost), |
---|
33 | tmppath(_gr.nodeNum()*2) { |
---|
34 | |
---|
35 | for (int i=1; i<_gr.nodeNum()-1; ++i) { |
---|
36 | tmppath[2*i] = i-1; |
---|
37 | tmppath[2*i+1] = i+1; |
---|
38 | } |
---|
39 | tmppath[0] = _gr.nodeNum()-1; |
---|
40 | tmppath[1] = 1; |
---|
41 | tmppath[2*(_gr.nodeNum()-1)] = _gr.nodeNum()-2; |
---|
42 | tmppath[2*(_gr.nodeNum()-1)+1] = 0; |
---|
43 | } |
---|
44 | |
---|
45 | Opt2Tsp(const FullGraph &gr, const CostMap &cost, const std::vector<Node> &path) : |
---|
46 | _gr(gr), _cost(cost), tmppath(_gr.nodeNum()*2) { |
---|
47 | |
---|
48 | for (unsigned int i=1; i<path.size()-1; ++i) { |
---|
49 | tmppath[2*_gr.id(path[i])] = _gr.id(path[i-1]); |
---|
50 | tmppath[2*_gr.id(path[i])+1] = _gr.id(path[i+1]); |
---|
51 | } |
---|
52 | |
---|
53 | tmppath[2*_gr.id(path[0])] = _gr.id(path.back()); |
---|
54 | tmppath[2*_gr.id(path[0])+1] = _gr.id(path[1]); |
---|
55 | tmppath[2*_gr.id(path.back())] = _gr.id(path[path.size()-2]); |
---|
56 | tmppath[2*_gr.id(path.back())+1] = _gr.id(path.front()); |
---|
57 | } |
---|
58 | |
---|
59 | private: |
---|
60 | Cost c(int u, int v) { |
---|
61 | return _cost[_gr.edge(_gr.nodeFromId(u), _gr.nodeFromId(v))]; |
---|
62 | } |
---|
63 | |
---|
64 | class It { |
---|
65 | public: |
---|
66 | It(const std::vector<int> &path, int i=0) : tmppath(path), act(i), last(tmppath[2*act]) {} |
---|
67 | It(const std::vector<int> &path, int i, int l) : tmppath(path), act(i), last(l) {} |
---|
68 | |
---|
69 | int next_index() const { |
---|
70 | return (tmppath[2*act]==last)? 2*act+1 : 2*act; |
---|
71 | } |
---|
72 | |
---|
73 | int prev_index() const { |
---|
74 | return (tmppath[2*act]==last)? 2*act : 2*act+1; |
---|
75 | } |
---|
76 | |
---|
77 | int next() const { |
---|
78 | return tmppath[next_index()]; |
---|
79 | } |
---|
80 | |
---|
81 | int prev() const { |
---|
82 | return tmppath[prev_index()]; |
---|
83 | } |
---|
84 | |
---|
85 | It& operator++() { |
---|
86 | int tmp = act; |
---|
87 | act = next(); |
---|
88 | last = tmp; |
---|
89 | return *this; |
---|
90 | } |
---|
91 | |
---|
92 | operator int() const { |
---|
93 | return act; |
---|
94 | } |
---|
95 | |
---|
96 | private: |
---|
97 | const std::vector<int> &tmppath; |
---|
98 | int act; |
---|
99 | int last; |
---|
100 | }; |
---|
101 | |
---|
102 | bool check(std::vector<int> &path, It i, It j) { |
---|
103 | if (c(i, i.next()) + c(j, j.next()) > |
---|
104 | c(i, j) + c(j.next(), i.next())) { |
---|
105 | |
---|
106 | path[ It(path, i.next(), i).prev_index() ] = j.next(); |
---|
107 | path[ It(path, j.next(), j).prev_index() ] = i.next(); |
---|
108 | |
---|
109 | path[i.next_index()] = j; |
---|
110 | path[j.next_index()] = i; |
---|
111 | |
---|
112 | return true; |
---|
113 | } |
---|
114 | return false; |
---|
115 | } |
---|
116 | |
---|
117 | public: |
---|
118 | |
---|
119 | Cost run() { |
---|
120 | _path.clear(); |
---|
121 | |
---|
122 | if (_gr.nodeNum()>3) { |
---|
123 | |
---|
124 | opt2_tsp_label: |
---|
125 | It i(tmppath); |
---|
126 | It j(tmppath, i, i.prev()); |
---|
127 | ++j; ++j; |
---|
128 | for (; j.next()!=0; ++j) { |
---|
129 | if (check(tmppath, i, j)) |
---|
130 | goto opt2_tsp_label; |
---|
131 | } |
---|
132 | |
---|
133 | for (++i; i.next()!=0; ++i) { |
---|
134 | It j(tmppath, i, i.prev()); |
---|
135 | if (++j==0) |
---|
136 | break; |
---|
137 | if (++j==0) |
---|
138 | break; |
---|
139 | |
---|
140 | for (; j!=0; ++j) { |
---|
141 | if (check(tmppath, i, j)) |
---|
142 | goto opt2_tsp_label; |
---|
143 | } |
---|
144 | } |
---|
145 | } |
---|
146 | |
---|
147 | It k(tmppath); |
---|
148 | _path.push_back(_gr.nodeFromId(k)); |
---|
149 | for (++k; k!=0; ++k) |
---|
150 | _path.push_back(_gr.nodeFromId(k)); |
---|
151 | |
---|
152 | |
---|
153 | |
---|
154 | _sum = _cost[ _gr.edge(_path.back(), _path.front()) ]; |
---|
155 | for (unsigned int i=0; i<_path.size()-1; ++i) |
---|
156 | _sum += _cost[ _gr.edge(_path[i], _path[i+1]) ]; |
---|
157 | return _sum; |
---|
158 | } |
---|
159 | |
---|
160 | |
---|
161 | template <typename L> |
---|
162 | void tourNodes(L &container) { |
---|
163 | container(opt2_helper::vectorConvert<L>(_path)); |
---|
164 | } |
---|
165 | |
---|
166 | template <template <typename> class L> |
---|
167 | L<Node> tourNodes() { |
---|
168 | return opt2_helper::vectorConvert<L<Node> >(_path); |
---|
169 | } |
---|
170 | |
---|
171 | const std::vector<Node>& tourNodes() { |
---|
172 | return _path; |
---|
173 | } |
---|
174 | |
---|
175 | Path<FullGraph> tour() { |
---|
176 | Path<FullGraph> p; |
---|
177 | if (_path.size()<2) |
---|
178 | return p; |
---|
179 | |
---|
180 | for (unsigned int i=0; i<_path.size()-1; ++i) { |
---|
181 | p.addBack(_gr.arc(_path[i], _path[i+1])); |
---|
182 | } |
---|
183 | p.addBack(_gr.arc(_path.back(), _path.front())); |
---|
184 | return p; |
---|
185 | } |
---|
186 | |
---|
187 | Cost tourCost() { |
---|
188 | return _sum; |
---|
189 | } |
---|
190 | |
---|
191 | |
---|
192 | private: |
---|
193 | const FullGraph &_gr; |
---|
194 | const CostMap &_cost; |
---|
195 | Cost _sum; |
---|
196 | std::vector<int> tmppath; |
---|
197 | std::vector<Node> _path; |
---|
198 | }; |
---|
199 | |
---|
200 | |
---|
201 | }; // namespace lemon |
---|
202 | |
---|
203 | #endif |
---|