| 1 | //======================================================================= | 
|---|
| 2 | // Copyright 1997, 1998, 1999, 2000 University of Notre Dame. | 
|---|
| 3 | // Authors: Andrew Lumsdaine, Lie-Quan Lee, Jeremy G. Siek | 
|---|
| 4 | // | 
|---|
| 5 | // Distributed under the Boost Software License, Version 1.0. (See | 
|---|
| 6 | // accompanying file LICENSE_1_0.txt or copy at | 
|---|
| 7 | // http://www.boost.org/LICENSE_1_0.txt) | 
|---|
| 8 | //======================================================================= | 
|---|
| 9 | #ifndef BOOST_GRAPH_DIJKSTRA_HPP | 
|---|
| 10 | #define BOOST_GRAPH_DIJKSTRA_HPP | 
|---|
| 11 |  | 
|---|
| 12 | #include <functional> | 
|---|
| 13 | #include <boost/limits.hpp> | 
|---|
| 14 | #include <boost/graph/named_function_params.hpp> | 
|---|
| 15 | #include <boost/graph/breadth_first_search.hpp> | 
|---|
| 16 | #include <boost/graph/relax.hpp> | 
|---|
| 17 | #include <boost/pending/indirect_cmp.hpp> | 
|---|
| 18 | #include <boost/graph/exception.hpp> | 
|---|
| 19 | #include <boost/pending/relaxed_heap.hpp> | 
|---|
| 20 |  | 
|---|
| 21 | #ifdef BOOST_GRAPH_DIJKSTRA_TESTING | 
|---|
| 22 | #  include <boost/pending/mutable_queue.hpp> | 
|---|
| 23 | #endif // BOOST_GRAPH_DIJKSTRA_TESTING | 
|---|
| 24 |  | 
|---|
| 25 | namespace boost { | 
|---|
| 26 |  | 
|---|
| 27 | #ifdef BOOST_GRAPH_DIJKSTRA_TESTING | 
|---|
| 28 |   static bool dijkstra_relaxed_heap = true; | 
|---|
| 29 | #endif | 
|---|
| 30 |  | 
|---|
| 31 |   template <class Visitor, class Graph> | 
|---|
| 32 |   struct DijkstraVisitorConcept { | 
|---|
| 33 |     void constraints() { | 
|---|
| 34 |       function_requires< CopyConstructibleConcept<Visitor> >(); | 
|---|
| 35 |       vis.discover_vertex(u, g); | 
|---|
| 36 |       vis.examine_vertex(u, g); | 
|---|
| 37 |       vis.examine_edge(e, g); | 
|---|
| 38 |       vis.edge_relaxed(e, g); | 
|---|
| 39 |       vis.edge_not_relaxed(e, g); | 
|---|
| 40 |       vis.finish_vertex(u, g); | 
|---|
| 41 |     } | 
|---|
| 42 |     Visitor vis; | 
|---|
| 43 |     Graph g; | 
|---|
| 44 |     typename graph_traits<Graph>::vertex_descriptor u; | 
|---|
| 45 |     typename graph_traits<Graph>::edge_descriptor e; | 
|---|
| 46 |   }; | 
|---|
| 47 |  | 
|---|
| 48 |   template <class Visitors = null_visitor> | 
|---|
| 49 |   class dijkstra_visitor : public bfs_visitor<Visitors> { | 
|---|
| 50 |   public: | 
|---|
| 51 |     dijkstra_visitor() { } | 
|---|
| 52 |     dijkstra_visitor(Visitors vis) | 
|---|
| 53 |       : bfs_visitor<Visitors>(vis) { } | 
|---|
| 54 |  | 
|---|
| 55 |     template <class Edge, class Graph> | 
|---|
| 56 |     void edge_relaxed(Edge e, Graph& g) { | 
|---|
| 57 |       invoke_visitors(this->m_vis, e, g, on_edge_relaxed()); | 
|---|
| 58 |     } | 
|---|
| 59 |     template <class Edge, class Graph> | 
|---|
| 60 |     void edge_not_relaxed(Edge e, Graph& g) { | 
|---|
| 61 |       invoke_visitors(this->m_vis, e, g, on_edge_not_relaxed()); | 
|---|
| 62 |     } | 
|---|
| 63 |   private: | 
|---|
| 64 |     template <class Edge, class Graph> | 
|---|
| 65 |     void tree_edge(Edge u, Graph& g) { } | 
|---|
| 66 |   }; | 
|---|
| 67 |   template <class Visitors> | 
|---|
| 68 |   dijkstra_visitor<Visitors> | 
|---|
| 69 |   make_dijkstra_visitor(Visitors vis) { | 
|---|
| 70 |     return dijkstra_visitor<Visitors>(vis); | 
|---|
| 71 |   } | 
|---|
| 72 |   typedef dijkstra_visitor<> default_dijkstra_visitor; | 
|---|
| 73 |  | 
|---|
| 74 |   namespace detail { | 
|---|
| 75 |  | 
|---|
| 76 |     template <class UniformCostVisitor, class UpdatableQueue, | 
|---|
| 77 |       class WeightMap, class PredecessorMap, class DistanceMap, | 
|---|
| 78 |       class BinaryFunction, class BinaryPredicate> | 
|---|
| 79 |     struct dijkstra_bfs_visitor | 
|---|
| 80 |     { | 
|---|
| 81 |       typedef typename property_traits<DistanceMap>::value_type D; | 
|---|
| 82 |  | 
|---|
| 83 |       dijkstra_bfs_visitor(UniformCostVisitor vis, UpdatableQueue& Q, | 
|---|
| 84 |                            WeightMap w, PredecessorMap p, DistanceMap d, | 
|---|
| 85 |                            BinaryFunction combine, BinaryPredicate compare, | 
|---|
| 86 |                            D zero) | 
|---|
| 87 |         : m_vis(vis), m_Q(Q), m_weight(w), m_predecessor(p), m_distance(d), | 
|---|
| 88 |           m_combine(combine), m_compare(compare), m_zero(zero)  { } | 
|---|
| 89 |  | 
|---|
| 90 |       template <class Edge, class Graph> | 
|---|
| 91 |       void tree_edge(Edge e, Graph& g) { | 
|---|
| 92 |         m_decreased = relax(e, g, m_weight, m_predecessor, m_distance, | 
|---|
| 93 |                             m_combine, m_compare); | 
|---|
| 94 |         if (m_decreased) | 
|---|
| 95 |           m_vis.edge_relaxed(e, g); | 
|---|
| 96 |         else | 
|---|
| 97 |           m_vis.edge_not_relaxed(e, g); | 
|---|
| 98 |       } | 
|---|
| 99 |       template <class Edge, class Graph> | 
|---|
| 100 |       void gray_target(Edge e, Graph& g) { | 
|---|
| 101 |         m_decreased = relax(e, g, m_weight, m_predecessor, m_distance, | 
|---|
| 102 |                             m_combine, m_compare); | 
|---|
| 103 |         if (m_decreased) { | 
|---|
| 104 |           m_Q.update(target(e, g)); | 
|---|
| 105 |           m_vis.edge_relaxed(e, g); | 
|---|
| 106 |         } else | 
|---|
| 107 |           m_vis.edge_not_relaxed(e, g); | 
|---|
| 108 |       } | 
|---|
| 109 |  | 
|---|
| 110 |       template <class Vertex, class Graph> | 
|---|
| 111 |       void initialize_vertex(Vertex u, Graph& g) | 
|---|
| 112 |         { m_vis.initialize_vertex(u, g); } | 
|---|
| 113 |       template <class Edge, class Graph> | 
|---|
| 114 |       void non_tree_edge(Edge, Graph&) { } | 
|---|
| 115 |       template <class Vertex, class Graph> | 
|---|
| 116 |       void discover_vertex(Vertex u, Graph& g) { m_vis.discover_vertex(u, g); } | 
|---|
| 117 |       template <class Vertex, class Graph> | 
|---|
| 118 |       void examine_vertex(Vertex u, Graph& g) { m_vis.examine_vertex(u, g); } | 
|---|
| 119 |       template <class Edge, class Graph> | 
|---|
| 120 |       void examine_edge(Edge e, Graph& g) { | 
|---|
| 121 |         if (m_compare(get(m_weight, e), m_zero)) | 
|---|
| 122 |           throw negative_edge(); | 
|---|
| 123 |         m_vis.examine_edge(e, g); | 
|---|
| 124 |       } | 
|---|
| 125 |       template <class Edge, class Graph> | 
|---|
| 126 |       void black_target(Edge, Graph&) { } | 
|---|
| 127 |       template <class Vertex, class Graph> | 
|---|
| 128 |       void finish_vertex(Vertex u, Graph& g) { m_vis.finish_vertex(u, g); } | 
|---|
| 129 |  | 
|---|
| 130 |       UniformCostVisitor m_vis; | 
|---|
| 131 |       UpdatableQueue& m_Q; | 
|---|
| 132 |       WeightMap m_weight; | 
|---|
| 133 |       PredecessorMap m_predecessor; | 
|---|
| 134 |       DistanceMap m_distance; | 
|---|
| 135 |       BinaryFunction m_combine; | 
|---|
| 136 |       BinaryPredicate m_compare; | 
|---|
| 137 |       bool m_decreased; | 
|---|
| 138 |       D m_zero; | 
|---|
| 139 |     }; | 
|---|
| 140 |  | 
|---|
| 141 |   } // namespace detail | 
|---|
| 142 |  | 
|---|
| 143 |   // Call breadth first search with default color map. | 
|---|
| 144 |   template <class VertexListGraph, class DijkstraVisitor, | 
|---|
| 145 |             class PredecessorMap, class DistanceMap, | 
|---|
| 146 |             class WeightMap, class IndexMap, class Compare, class Combine, | 
|---|
| 147 |             class DistZero> | 
|---|
| 148 |   inline void | 
|---|
| 149 |   dijkstra_shortest_paths_no_init | 
|---|
| 150 |     (const VertexListGraph& g, | 
|---|
| 151 |      typename graph_traits<VertexListGraph>::vertex_descriptor s, | 
|---|
| 152 |      PredecessorMap predecessor, DistanceMap distance, WeightMap weight, | 
|---|
| 153 |      IndexMap index_map, | 
|---|
| 154 |      Compare compare, Combine combine, DistZero zero, | 
|---|
| 155 |      DijkstraVisitor vis) | 
|---|
| 156 |   { | 
|---|
| 157 |     std::vector<default_color_type> color(num_vertices(g)); | 
|---|
| 158 |     default_color_type c = white_color; | 
|---|
| 159 |     dijkstra_shortest_paths_no_init( g, s, predecessor, distance, weight, | 
|---|
| 160 |       index_map, compare, combine, zero, vis, | 
|---|
| 161 |         make_iterator_property_map(&color[0], index_map, c)); | 
|---|
| 162 |   } | 
|---|
| 163 |  | 
|---|
| 164 |   // Call breadth first search | 
|---|
| 165 |   template <class VertexListGraph, class DijkstraVisitor, | 
|---|
| 166 |             class PredecessorMap, class DistanceMap, | 
|---|
| 167 |             class WeightMap, class IndexMap, class Compare, class Combine, | 
|---|
| 168 |             class DistZero, class ColorMap> | 
|---|
| 169 |   inline void | 
|---|
| 170 |   dijkstra_shortest_paths_no_init | 
|---|
| 171 |     (const VertexListGraph& g, | 
|---|
| 172 |      typename graph_traits<VertexListGraph>::vertex_descriptor s, | 
|---|
| 173 |      PredecessorMap predecessor, DistanceMap distance, WeightMap weight, | 
|---|
| 174 |      IndexMap index_map, | 
|---|
| 175 |      Compare compare, Combine combine, DistZero zero, | 
|---|
| 176 |      DijkstraVisitor vis, ColorMap color) | 
|---|
| 177 |   { | 
|---|
| 178 |     typedef indirect_cmp<DistanceMap, Compare> IndirectCmp; | 
|---|
| 179 |     IndirectCmp icmp(distance, compare); | 
|---|
| 180 |  | 
|---|
| 181 |     typedef typename graph_traits<VertexListGraph>::vertex_descriptor Vertex; | 
|---|
| 182 |  | 
|---|
| 183 | #ifdef BOOST_GRAPH_DIJKSTRA_TESTING | 
|---|
| 184 |     if (!dijkstra_relaxed_heap) { | 
|---|
| 185 |       typedef mutable_queue<Vertex, std::vector<Vertex>, IndirectCmp, IndexMap> | 
|---|
| 186 |         MutableQueue; | 
|---|
| 187 |  | 
|---|
| 188 |       MutableQueue Q(num_vertices(g), icmp, index_map); | 
|---|
| 189 |  | 
|---|
| 190 |       detail::dijkstra_bfs_visitor<DijkstraVisitor, MutableQueue, WeightMap, | 
|---|
| 191 |         PredecessorMap, DistanceMap, Combine, Compare> | 
|---|
| 192 |       bfs_vis(vis, Q, weight, predecessor, distance, combine, compare, zero); | 
|---|
| 193 |  | 
|---|
| 194 |       breadth_first_visit(g, s, Q, bfs_vis, color); | 
|---|
| 195 |       return; | 
|---|
| 196 |     } | 
|---|
| 197 | #endif // BOOST_GRAPH_DIJKSTRA_TESTING | 
|---|
| 198 |  | 
|---|
| 199 |     typedef relaxed_heap<Vertex, IndirectCmp, IndexMap> MutableQueue; | 
|---|
| 200 |  | 
|---|
| 201 |     MutableQueue Q(num_vertices(g), icmp, index_map); | 
|---|
| 202 |  | 
|---|
| 203 |     detail::dijkstra_bfs_visitor<DijkstraVisitor, MutableQueue, WeightMap, | 
|---|
| 204 |       PredecessorMap, DistanceMap, Combine, Compare> | 
|---|
| 205 |         bfs_vis(vis, Q, weight, predecessor, distance, combine, compare, zero); | 
|---|
| 206 |  | 
|---|
| 207 |     breadth_first_visit(g, s, Q, bfs_vis, color); | 
|---|
| 208 |   } | 
|---|
| 209 |  | 
|---|
| 210 |   // Initialize distances and call breadth first search with default color map | 
|---|
| 211 |   template <class VertexListGraph, class DijkstraVisitor, | 
|---|
| 212 |             class PredecessorMap, class DistanceMap, | 
|---|
| 213 |             class WeightMap, class IndexMap, class Compare, class Combine, | 
|---|
| 214 |             class DistInf, class DistZero> | 
|---|
| 215 |   inline void | 
|---|
| 216 |   dijkstra_shortest_paths | 
|---|
| 217 |     (const VertexListGraph& g, | 
|---|
| 218 |      typename graph_traits<VertexListGraph>::vertex_descriptor s, | 
|---|
| 219 |      PredecessorMap predecessor, DistanceMap distance, WeightMap weight, | 
|---|
| 220 |      IndexMap index_map, | 
|---|
| 221 |      Compare compare, Combine combine, DistInf inf, DistZero zero, | 
|---|
| 222 |      DijkstraVisitor vis) | 
|---|
| 223 |   { | 
|---|
| 224 |     std::vector<default_color_type> color(num_vertices(g)); | 
|---|
| 225 |     default_color_type c = white_color; | 
|---|
| 226 |     dijkstra_shortest_paths(g, s, predecessor, distance, weight, index_map, | 
|---|
| 227 |                             compare, combine, inf, zero, vis, | 
|---|
| 228 |                             make_iterator_property_map(&color[0], index_map, | 
|---|
| 229 |                                                        c)); | 
|---|
| 230 |   } | 
|---|
| 231 |  | 
|---|
| 232 |   // Initialize distances and call breadth first search | 
|---|
| 233 |   template <class VertexListGraph, class DijkstraVisitor, | 
|---|
| 234 |             class PredecessorMap, class DistanceMap, | 
|---|
| 235 |             class WeightMap, class IndexMap, class Compare, class Combine, | 
|---|
| 236 |             class DistInf, class DistZero, class ColorMap> | 
|---|
| 237 |   inline void | 
|---|
| 238 |   dijkstra_shortest_paths | 
|---|
| 239 |     (const VertexListGraph& g, | 
|---|
| 240 |      typename graph_traits<VertexListGraph>::vertex_descriptor s, | 
|---|
| 241 |      PredecessorMap predecessor, DistanceMap distance, WeightMap weight, | 
|---|
| 242 |      IndexMap index_map, | 
|---|
| 243 |      Compare compare, Combine combine, DistInf inf, DistZero zero, | 
|---|
| 244 |      DijkstraVisitor vis, ColorMap color) | 
|---|
| 245 |   { | 
|---|
| 246 |     typedef typename property_traits<ColorMap>::value_type ColorValue; | 
|---|
| 247 |     typedef color_traits<ColorValue> Color; | 
|---|
| 248 |     typename graph_traits<VertexListGraph>::vertex_iterator ui, ui_end; | 
|---|
| 249 |     for (tie(ui, ui_end) = vertices(g); ui != ui_end; ++ui) { | 
|---|
| 250 |       put(distance, *ui, inf); | 
|---|
| 251 |       put(predecessor, *ui, *ui); | 
|---|
| 252 |       put(color, *ui, Color::white()); | 
|---|
| 253 |     } | 
|---|
| 254 |     put(distance, s, zero); | 
|---|
| 255 |  | 
|---|
| 256 |     dijkstra_shortest_paths_no_init(g, s, predecessor, distance, weight, | 
|---|
| 257 |                             index_map, compare, combine, zero, vis, color); | 
|---|
| 258 |   } | 
|---|
| 259 |  | 
|---|
| 260 |   namespace detail { | 
|---|
| 261 |  | 
|---|
| 262 |     // Handle defaults for PredecessorMap and | 
|---|
| 263 |     // Distance Compare, Combine, Inf and Zero | 
|---|
| 264 |     template <class VertexListGraph, class DistanceMap, class WeightMap, | 
|---|
| 265 |               class IndexMap, class Params, class ColorMap> | 
|---|
| 266 |     inline void | 
|---|
| 267 |     dijkstra_dispatch2 | 
|---|
| 268 |       (const VertexListGraph& g, | 
|---|
| 269 |        typename graph_traits<VertexListGraph>::vertex_descriptor s, | 
|---|
| 270 |        DistanceMap distance, WeightMap weight, IndexMap index_map, | 
|---|
| 271 |        const Params& params, ColorMap color) | 
|---|
| 272 |     { | 
|---|
| 273 |       // Default for predecessor map | 
|---|
| 274 |       dummy_property_map p_map; | 
|---|
| 275 |  | 
|---|
| 276 |       typedef typename property_traits<DistanceMap>::value_type D; | 
|---|
| 277 |       dijkstra_shortest_paths | 
|---|
| 278 |         (g, s, | 
|---|
| 279 |          choose_param(get_param(params, vertex_predecessor), p_map), | 
|---|
| 280 |          distance, weight, index_map, | 
|---|
| 281 |          choose_param(get_param(params, distance_compare_t()), | 
|---|
| 282 |                       std::less<D>()), | 
|---|
| 283 |          choose_param(get_param(params, distance_combine_t()), | 
|---|
| 284 |                       closed_plus<D>()), | 
|---|
| 285 |          choose_param(get_param(params, distance_inf_t()), | 
|---|
| 286 |                       (std::numeric_limits<D>::max)()), | 
|---|
| 287 |          choose_param(get_param(params, distance_zero_t()), | 
|---|
| 288 |                       D()), | 
|---|
| 289 |          choose_param(get_param(params, graph_visitor), | 
|---|
| 290 |                       make_dijkstra_visitor(null_visitor())), | 
|---|
| 291 |          color); | 
|---|
| 292 |     } | 
|---|
| 293 |  | 
|---|
| 294 |     template <class VertexListGraph, class DistanceMap, class WeightMap, | 
|---|
| 295 |               class IndexMap, class Params, class ColorMap> | 
|---|
| 296 |     inline void | 
|---|
| 297 |     dijkstra_dispatch1 | 
|---|
| 298 |       (const VertexListGraph& g, | 
|---|
| 299 |        typename graph_traits<VertexListGraph>::vertex_descriptor s, | 
|---|
| 300 |        DistanceMap distance, WeightMap weight, IndexMap index_map, | 
|---|
| 301 |        const Params& params, ColorMap color) | 
|---|
| 302 |     { | 
|---|
| 303 |       // Default for distance map | 
|---|
| 304 |       typedef typename property_traits<WeightMap>::value_type D; | 
|---|
| 305 |       typename std::vector<D>::size_type | 
|---|
| 306 |         n = is_default_param(distance) ? num_vertices(g) : 1; | 
|---|
| 307 |       std::vector<D> distance_map(n); | 
|---|
| 308 |  | 
|---|
| 309 |       // Default for color map | 
|---|
| 310 |       typename std::vector<default_color_type>::size_type | 
|---|
| 311 |         m = is_default_param(color) ? num_vertices(g) : 1; | 
|---|
| 312 |       std::vector<default_color_type> color_map(m); | 
|---|
| 313 |  | 
|---|
| 314 |       detail::dijkstra_dispatch2 | 
|---|
| 315 |         (g, s, choose_param(distance, make_iterator_property_map | 
|---|
| 316 |                             (distance_map.begin(), index_map, | 
|---|
| 317 |                              distance_map[0])), | 
|---|
| 318 |          weight, index_map, params, | 
|---|
| 319 |          choose_param(color, make_iterator_property_map | 
|---|
| 320 |                       (color_map.begin(), index_map, | 
|---|
| 321 |                        color_map[0]))); | 
|---|
| 322 |     } | 
|---|
| 323 |   } // namespace detail | 
|---|
| 324 |  | 
|---|
| 325 |   // Named Parameter Variant | 
|---|
| 326 |   template <class VertexListGraph, class Param, class Tag, class Rest> | 
|---|
| 327 |   inline void | 
|---|
| 328 |   dijkstra_shortest_paths | 
|---|
| 329 |     (const VertexListGraph& g, | 
|---|
| 330 |      typename graph_traits<VertexListGraph>::vertex_descriptor s, | 
|---|
| 331 |      const bgl_named_params<Param,Tag,Rest>& params) | 
|---|
| 332 |   { | 
|---|
| 333 |     // Default for edge weight and vertex index map is to ask for them | 
|---|
| 334 |     // from the graph.  Default for the visitor is null_visitor. | 
|---|
| 335 |     detail::dijkstra_dispatch1 | 
|---|
| 336 |       (g, s, | 
|---|
| 337 |        get_param(params, vertex_distance), | 
|---|
| 338 |        choose_const_pmap(get_param(params, edge_weight), g, edge_weight), | 
|---|
| 339 |        choose_const_pmap(get_param(params, vertex_index), g, vertex_index), | 
|---|
| 340 |        params, | 
|---|
| 341 |        get_param(params, vertex_color)); | 
|---|
| 342 |   } | 
|---|
| 343 |  | 
|---|
| 344 | } // namespace boost | 
|---|
| 345 |  | 
|---|
| 346 | #endif // BOOST_GRAPH_DIJKSTRA_HPP | 
|---|