| [29] | 1 | // Copyright 2004 The Trustees of Indiana University. | 
|---|
 | 2 |  | 
|---|
 | 3 | // Distributed under the Boost Software License, Version 1.0. | 
|---|
 | 4 | // (See accompanying file LICENSE_1_0.txt or copy at | 
|---|
 | 5 | // http://www.boost.org/LICENSE_1_0.txt) | 
|---|
 | 6 |  | 
|---|
 | 7 | //  Authors: Douglas Gregor | 
|---|
 | 8 | //           Andrew Lumsdaine | 
|---|
 | 9 | #ifndef BOOST_GRAPH_BRANDES_BETWEENNESS_CENTRALITY_HPP | 
|---|
 | 10 | #define BOOST_GRAPH_BRANDES_BETWEENNESS_CENTRALITY_HPP | 
|---|
 | 11 |  | 
|---|
 | 12 | #include <stack> | 
|---|
 | 13 | #include <vector> | 
|---|
 | 14 | #include <boost/graph/dijkstra_shortest_paths.hpp> | 
|---|
 | 15 | #include <boost/graph/breadth_first_search.hpp> | 
|---|
 | 16 | #include <boost/graph/relax.hpp> | 
|---|
 | 17 | #include <boost/graph/graph_traits.hpp> | 
|---|
 | 18 | #include <boost/tuple/tuple.hpp> | 
|---|
 | 19 | #include <boost/type_traits/is_convertible.hpp> | 
|---|
 | 20 | #include <boost/type_traits/is_same.hpp> | 
|---|
 | 21 | #include <boost/mpl/if.hpp> | 
|---|
 | 22 | #include <boost/property_map.hpp> | 
|---|
 | 23 | #include <boost/graph/named_function_params.hpp> | 
|---|
 | 24 | #include <algorithm> | 
|---|
 | 25 |  | 
|---|
 | 26 | namespace boost { | 
|---|
 | 27 |  | 
|---|
 | 28 | namespace detail { namespace graph { | 
|---|
 | 29 |  | 
|---|
 | 30 |   /** | 
|---|
 | 31 |    * Customized visitor passed to Dijkstra's algorithm by Brandes' | 
|---|
 | 32 |    * betweenness centrality algorithm. This visitor is responsible for | 
|---|
 | 33 |    * keeping track of the order in which vertices are discovered, the | 
|---|
 | 34 |    * predecessors on the shortest path(s) to a vertex, and the number | 
|---|
 | 35 |    * of shortest paths. | 
|---|
 | 36 |    */ | 
|---|
 | 37 |   template<typename Graph, typename WeightMap, typename IncomingMap, | 
|---|
 | 38 |            typename DistanceMap, typename PathCountMap> | 
|---|
 | 39 |   struct brandes_dijkstra_visitor : public bfs_visitor<> | 
|---|
 | 40 |   { | 
|---|
 | 41 |     typedef typename graph_traits<Graph>::vertex_descriptor vertex_descriptor; | 
|---|
 | 42 |     typedef typename graph_traits<Graph>::edge_descriptor edge_descriptor; | 
|---|
 | 43 |  | 
|---|
 | 44 |     brandes_dijkstra_visitor(std::stack<vertex_descriptor>& ordered_vertices, | 
|---|
 | 45 |                              WeightMap weight, | 
|---|
 | 46 |                              IncomingMap incoming, | 
|---|
 | 47 |                              DistanceMap distance, | 
|---|
 | 48 |                              PathCountMap path_count) | 
|---|
 | 49 |       : ordered_vertices(ordered_vertices), weight(weight),  | 
|---|
 | 50 |         incoming(incoming), distance(distance), | 
|---|
 | 51 |         path_count(path_count) | 
|---|
 | 52 |     { } | 
|---|
 | 53 |  | 
|---|
 | 54 |     /** | 
|---|
 | 55 |      * Whenever an edge e = (v, w) is relaxed, the incoming edge list | 
|---|
 | 56 |      * for w is set to {(v, w)} and the shortest path count of w is set to | 
|---|
 | 57 |      * the number of paths that reach {v}. | 
|---|
 | 58 |      */ | 
|---|
 | 59 |     void edge_relaxed(edge_descriptor e, const Graph& g)  | 
|---|
 | 60 |     {  | 
|---|
 | 61 |       vertex_descriptor v = source(e, g), w = target(e, g); | 
|---|
 | 62 |       incoming[w].clear(); | 
|---|
 | 63 |       incoming[w].push_back(e); | 
|---|
 | 64 |       put(path_count, w, get(path_count, v)); | 
|---|
 | 65 |     } | 
|---|
 | 66 |  | 
|---|
 | 67 |     /** | 
|---|
 | 68 |      * If an edge e = (v, w) was not relaxed, it may still be the case | 
|---|
 | 69 |      * that we've found more equally-short paths, so include {(v, w)} in the | 
|---|
 | 70 |      * incoming edges of w and add all of the shortest paths to v to the | 
|---|
 | 71 |      * shortest path count of w. | 
|---|
 | 72 |      */ | 
|---|
 | 73 |     void edge_not_relaxed(edge_descriptor e, const Graph& g)  | 
|---|
 | 74 |     { | 
|---|
 | 75 |       typedef typename property_traits<WeightMap>::value_type weight_type; | 
|---|
 | 76 |       typedef typename property_traits<DistanceMap>::value_type distance_type; | 
|---|
 | 77 |       vertex_descriptor v = source(e, g), w = target(e, g); | 
|---|
 | 78 |       distance_type d_v = get(distance, v), d_w = get(distance, w); | 
|---|
 | 79 |       weight_type w_e = get(weight, e); | 
|---|
 | 80 |  | 
|---|
 | 81 |       closed_plus<distance_type> combine; | 
|---|
 | 82 |       if (d_w == combine(d_v, w_e)) { | 
|---|
 | 83 |         put(path_count, w, get(path_count, w) + get(path_count, v)); | 
|---|
 | 84 |         incoming[w].push_back(e); | 
|---|
 | 85 |       } | 
|---|
 | 86 |     } | 
|---|
 | 87 |  | 
|---|
 | 88 |     /// Keep track of vertices as they are reached | 
|---|
 | 89 |     void examine_vertex(vertex_descriptor w, const Graph&)  | 
|---|
 | 90 |     {  | 
|---|
 | 91 |       ordered_vertices.push(w); | 
|---|
 | 92 |     } | 
|---|
 | 93 |  | 
|---|
 | 94 |   private: | 
|---|
 | 95 |     std::stack<vertex_descriptor>& ordered_vertices; | 
|---|
 | 96 |     WeightMap weight; | 
|---|
 | 97 |     IncomingMap incoming; | 
|---|
 | 98 |     DistanceMap distance; | 
|---|
 | 99 |     PathCountMap path_count; | 
|---|
 | 100 |   }; | 
|---|
 | 101 |  | 
|---|
 | 102 |   /** | 
|---|
 | 103 |    * Function object that calls Dijkstra's shortest paths algorithm | 
|---|
 | 104 |    * using the Dijkstra visitor for the Brandes betweenness centrality | 
|---|
 | 105 |    * algorithm. | 
|---|
 | 106 |    */ | 
|---|
 | 107 |   template<typename WeightMap> | 
|---|
 | 108 |   struct brandes_dijkstra_shortest_paths | 
|---|
 | 109 |   { | 
|---|
 | 110 |     brandes_dijkstra_shortest_paths(WeightMap weight_map)  | 
|---|
 | 111 |       : weight_map(weight_map) { } | 
|---|
 | 112 |  | 
|---|
 | 113 |     template<typename Graph, typename IncomingMap, typename DistanceMap,  | 
|---|
 | 114 |              typename PathCountMap, typename VertexIndexMap> | 
|---|
 | 115 |     void  | 
|---|
 | 116 |     operator()(Graph& g,  | 
|---|
 | 117 |                typename graph_traits<Graph>::vertex_descriptor s, | 
|---|
 | 118 |                std::stack<typename graph_traits<Graph>::vertex_descriptor>& ov, | 
|---|
 | 119 |                IncomingMap incoming, | 
|---|
 | 120 |                DistanceMap distance, | 
|---|
 | 121 |                PathCountMap path_count, | 
|---|
 | 122 |                VertexIndexMap vertex_index) | 
|---|
 | 123 |     { | 
|---|
 | 124 |       typedef brandes_dijkstra_visitor<Graph, WeightMap, IncomingMap,  | 
|---|
 | 125 |                                        DistanceMap, PathCountMap> visitor_type; | 
|---|
 | 126 |       visitor_type visitor(ov, weight_map, incoming, distance, path_count); | 
|---|
 | 127 |  | 
|---|
 | 128 |       dijkstra_shortest_paths(g, s,  | 
|---|
 | 129 |                               boost::weight_map(weight_map) | 
|---|
 | 130 |                               .vertex_index_map(vertex_index) | 
|---|
 | 131 |                               .distance_map(distance) | 
|---|
 | 132 |                               .visitor(visitor)); | 
|---|
 | 133 |     } | 
|---|
 | 134 |  | 
|---|
 | 135 |   private: | 
|---|
 | 136 |     WeightMap weight_map; | 
|---|
 | 137 |   }; | 
|---|
 | 138 |  | 
|---|
 | 139 |   /** | 
|---|
 | 140 |    * Function object that invokes breadth-first search for the | 
|---|
 | 141 |    * unweighted form of the Brandes betweenness centrality algorithm. | 
|---|
 | 142 |    */ | 
|---|
 | 143 |   struct brandes_unweighted_shortest_paths | 
|---|
 | 144 |   { | 
|---|
 | 145 |     /** | 
|---|
 | 146 |      * Customized visitor passed to breadth-first search, which | 
|---|
 | 147 |      * records predecessor and the number of shortest paths to each | 
|---|
 | 148 |      * vertex. | 
|---|
 | 149 |      */ | 
|---|
 | 150 |     template<typename Graph, typename IncomingMap, typename DistanceMap,  | 
|---|
 | 151 |              typename PathCountMap> | 
|---|
 | 152 |     struct visitor_type : public bfs_visitor<> | 
|---|
 | 153 |     { | 
|---|
 | 154 |       typedef typename graph_traits<Graph>::edge_descriptor edge_descriptor; | 
|---|
 | 155 |       typedef typename graph_traits<Graph>::vertex_descriptor  | 
|---|
 | 156 |         vertex_descriptor; | 
|---|
 | 157 |        | 
|---|
 | 158 |       visitor_type(IncomingMap incoming, DistanceMap distance,  | 
|---|
 | 159 |                    PathCountMap path_count,  | 
|---|
 | 160 |                    std::stack<vertex_descriptor>& ordered_vertices) | 
|---|
 | 161 |         : incoming(incoming), distance(distance),  | 
|---|
 | 162 |           path_count(path_count), ordered_vertices(ordered_vertices) { } | 
|---|
 | 163 |  | 
|---|
 | 164 |       /// Keep track of vertices as they are reached | 
|---|
 | 165 |       void examine_vertex(vertex_descriptor v, Graph&) | 
|---|
 | 166 |       { | 
|---|
 | 167 |         ordered_vertices.push(v); | 
|---|
 | 168 |       } | 
|---|
 | 169 |  | 
|---|
 | 170 |       /** | 
|---|
 | 171 |        * Whenever an edge e = (v, w) is labelled a tree edge, the | 
|---|
 | 172 |        * incoming edge list for w is set to {(v, w)} and the shortest | 
|---|
 | 173 |        * path count of w is set to the number of paths that reach {v}. | 
|---|
 | 174 |        */ | 
|---|
 | 175 |       void tree_edge(edge_descriptor e, Graph& g) | 
|---|
 | 176 |       { | 
|---|
 | 177 |         vertex_descriptor v = source(e, g); | 
|---|
 | 178 |         vertex_descriptor w = target(e, g); | 
|---|
 | 179 |         put(distance, w, get(distance, v) + 1); | 
|---|
 | 180 |          | 
|---|
 | 181 |         put(path_count, w, get(path_count, v)); | 
|---|
 | 182 |         incoming[w].push_back(e); | 
|---|
 | 183 |       } | 
|---|
 | 184 |  | 
|---|
 | 185 |       /** | 
|---|
 | 186 |        * If an edge e = (v, w) is not a tree edge, it may still be the | 
|---|
 | 187 |        * case that we've found more equally-short paths, so include (v, w) | 
|---|
 | 188 |        * in the incoming edge list of w and add all of the shortest | 
|---|
 | 189 |        * paths to v to the shortest path count of w. | 
|---|
 | 190 |        */ | 
|---|
 | 191 |       void non_tree_edge(edge_descriptor e, Graph& g) | 
|---|
 | 192 |       { | 
|---|
 | 193 |         vertex_descriptor v = source(e, g); | 
|---|
 | 194 |         vertex_descriptor w = target(e, g); | 
|---|
 | 195 |         if (get(distance, w) == get(distance, v) + 1) { | 
|---|
 | 196 |           put(path_count, w, get(path_count, w) + get(path_count, v)); | 
|---|
 | 197 |           incoming[w].push_back(e); | 
|---|
 | 198 |         } | 
|---|
 | 199 |       } | 
|---|
 | 200 |  | 
|---|
 | 201 |     private: | 
|---|
 | 202 |       IncomingMap incoming; | 
|---|
 | 203 |       DistanceMap distance; | 
|---|
 | 204 |       PathCountMap path_count; | 
|---|
 | 205 |       std::stack<vertex_descriptor>& ordered_vertices; | 
|---|
 | 206 |     }; | 
|---|
 | 207 |  | 
|---|
 | 208 |     template<typename Graph, typename IncomingMap, typename DistanceMap,  | 
|---|
 | 209 |              typename PathCountMap, typename VertexIndexMap> | 
|---|
 | 210 |     void  | 
|---|
 | 211 |     operator()(Graph& g,  | 
|---|
 | 212 |                typename graph_traits<Graph>::vertex_descriptor s, | 
|---|
 | 213 |                std::stack<typename graph_traits<Graph>::vertex_descriptor>& ov, | 
|---|
 | 214 |                IncomingMap incoming, | 
|---|
 | 215 |                DistanceMap distance, | 
|---|
 | 216 |                PathCountMap path_count, | 
|---|
 | 217 |                VertexIndexMap vertex_index) | 
|---|
 | 218 |     { | 
|---|
 | 219 |       typedef typename graph_traits<Graph>::vertex_descriptor | 
|---|
 | 220 |         vertex_descriptor; | 
|---|
 | 221 |  | 
|---|
 | 222 |       visitor_type<Graph, IncomingMap, DistanceMap, PathCountMap> | 
|---|
 | 223 |         visitor(incoming, distance, path_count, ov); | 
|---|
 | 224 |        | 
|---|
 | 225 |       std::vector<default_color_type>  | 
|---|
 | 226 |         colors(num_vertices(g), color_traits<default_color_type>::white()); | 
|---|
 | 227 |       boost::queue<vertex_descriptor> Q; | 
|---|
 | 228 |       breadth_first_visit(g, s, Q, visitor,  | 
|---|
 | 229 |                           make_iterator_property_map(colors.begin(),  | 
|---|
 | 230 |                                                      vertex_index)); | 
|---|
 | 231 |     } | 
|---|
 | 232 |   }; | 
|---|
 | 233 |  | 
|---|
 | 234 |   // When the edge centrality map is a dummy property map, no | 
|---|
 | 235 |   // initialization is needed. | 
|---|
 | 236 |   template<typename Iter> | 
|---|
 | 237 |   inline void  | 
|---|
 | 238 |   init_centrality_map(std::pair<Iter, Iter>, dummy_property_map) { } | 
|---|
 | 239 |  | 
|---|
 | 240 |   // When we have a real edge centrality map, initialize all of the | 
|---|
 | 241 |   // centralities to zero. | 
|---|
 | 242 |   template<typename Iter, typename Centrality> | 
|---|
 | 243 |   void  | 
|---|
 | 244 |   init_centrality_map(std::pair<Iter, Iter> keys, Centrality centrality_map) | 
|---|
 | 245 |   { | 
|---|
 | 246 |     typedef typename property_traits<Centrality>::value_type  | 
|---|
 | 247 |       centrality_type; | 
|---|
 | 248 |     while (keys.first != keys.second) { | 
|---|
 | 249 |       put(centrality_map, *keys.first, centrality_type(0)); | 
|---|
 | 250 |       ++keys.first; | 
|---|
 | 251 |     } | 
|---|
 | 252 |   } | 
|---|
 | 253 |  | 
|---|
 | 254 |   // When the edge centrality map is a dummy property map, no update | 
|---|
 | 255 |   // is performed. | 
|---|
 | 256 |   template<typename Key, typename T> | 
|---|
 | 257 |   inline void  | 
|---|
 | 258 |   update_centrality(dummy_property_map, const Key&, const T&) { } | 
|---|
 | 259 |  | 
|---|
 | 260 |   // When we have a real edge centrality map, add the value to the map | 
|---|
 | 261 |   template<typename CentralityMap, typename Key, typename T> | 
|---|
 | 262 |   inline void  | 
|---|
 | 263 |   update_centrality(CentralityMap centrality_map, Key k, const T& x) | 
|---|
 | 264 |   { put(centrality_map, k, get(centrality_map, k) + x); } | 
|---|
 | 265 |  | 
|---|
 | 266 |   template<typename Iter> | 
|---|
 | 267 |   inline void  | 
|---|
 | 268 |   divide_centrality_by_two(std::pair<Iter, Iter>, dummy_property_map) {} | 
|---|
 | 269 |  | 
|---|
 | 270 |   template<typename Iter, typename CentralityMap> | 
|---|
 | 271 |   inline void | 
|---|
 | 272 |   divide_centrality_by_two(std::pair<Iter, Iter> keys,  | 
|---|
 | 273 |                            CentralityMap centrality_map) | 
|---|
 | 274 |   { | 
|---|
 | 275 |     typename property_traits<CentralityMap>::value_type two(2); | 
|---|
 | 276 |     while (keys.first != keys.second) { | 
|---|
 | 277 |       put(centrality_map, *keys.first, get(centrality_map, *keys.first) / two); | 
|---|
 | 278 |       ++keys.first; | 
|---|
 | 279 |     } | 
|---|
 | 280 |   } | 
|---|
 | 281 |  | 
|---|
 | 282 |   template<typename Graph, typename CentralityMap, typename EdgeCentralityMap, | 
|---|
 | 283 |            typename IncomingMap, typename DistanceMap,  | 
|---|
 | 284 |            typename DependencyMap, typename PathCountMap, | 
|---|
 | 285 |            typename VertexIndexMap, typename ShortestPaths> | 
|---|
 | 286 |   void  | 
|---|
 | 287 |   brandes_betweenness_centrality_impl(const Graph& g,  | 
|---|
 | 288 |                                       CentralityMap centrality,     // C_B | 
|---|
 | 289 |                                       EdgeCentralityMap edge_centrality_map, | 
|---|
 | 290 |                                       IncomingMap incoming, // P | 
|---|
 | 291 |                                       DistanceMap distance,         // d | 
|---|
 | 292 |                                       DependencyMap dependency,     // delta | 
|---|
 | 293 |                                       PathCountMap path_count,      // sigma | 
|---|
 | 294 |                                       VertexIndexMap vertex_index, | 
|---|
 | 295 |                                       ShortestPaths shortest_paths) | 
|---|
 | 296 |   { | 
|---|
 | 297 |     typedef typename graph_traits<Graph>::vertex_iterator vertex_iterator; | 
|---|
 | 298 |     typedef typename graph_traits<Graph>::edge_iterator edge_iterator; | 
|---|
 | 299 |     typedef typename graph_traits<Graph>::vertex_descriptor vertex_descriptor; | 
|---|
 | 300 |  | 
|---|
 | 301 |     // Initialize centrality | 
|---|
 | 302 |     init_centrality_map(vertices(g), centrality); | 
|---|
 | 303 |     init_centrality_map(edges(g), edge_centrality_map); | 
|---|
 | 304 |  | 
|---|
 | 305 |     std::stack<vertex_descriptor> ordered_vertices; | 
|---|
 | 306 |     vertex_iterator s, s_end; | 
|---|
 | 307 |     for (tie(s, s_end) = vertices(g); s != s_end; ++s) { | 
|---|
 | 308 |       // Initialize for this iteration | 
|---|
 | 309 |       vertex_iterator w, w_end; | 
|---|
 | 310 |       for (tie(w, w_end) = vertices(g); w != w_end; ++w) { | 
|---|
 | 311 |         incoming[*w].clear(); | 
|---|
 | 312 |         put(path_count, *w, 0); | 
|---|
 | 313 |         put(dependency, *w, 0); | 
|---|
 | 314 |       } | 
|---|
 | 315 |       put(path_count, *s, 1); | 
|---|
 | 316 |        | 
|---|
 | 317 |       // Execute the shortest paths algorithm. This will be either | 
|---|
 | 318 |       // Dijkstra's algorithm or a customized breadth-first search, | 
|---|
 | 319 |       // depending on whether the graph is weighted or unweighted. | 
|---|
 | 320 |       shortest_paths(g, *s, ordered_vertices, incoming, distance, | 
|---|
 | 321 |                      path_count, vertex_index); | 
|---|
 | 322 |        | 
|---|
 | 323 |       while (!ordered_vertices.empty()) { | 
|---|
 | 324 |         vertex_descriptor w = ordered_vertices.top(); | 
|---|
 | 325 |         ordered_vertices.pop(); | 
|---|
 | 326 |          | 
|---|
 | 327 |         typedef typename property_traits<IncomingMap>::value_type | 
|---|
 | 328 |           incoming_type; | 
|---|
 | 329 |         typedef typename incoming_type::iterator incoming_iterator; | 
|---|
 | 330 |         typedef typename property_traits<DependencyMap>::value_type  | 
|---|
 | 331 |           dependency_type; | 
|---|
 | 332 |          | 
|---|
 | 333 |         for (incoming_iterator vw = incoming[w].begin(); | 
|---|
 | 334 |              vw != incoming[w].end(); ++vw) { | 
|---|
 | 335 |           vertex_descriptor v = source(*vw, g); | 
|---|
 | 336 |           dependency_type factor = dependency_type(get(path_count, v)) | 
|---|
 | 337 |             / dependency_type(get(path_count, w)); | 
|---|
 | 338 |           factor *= (dependency_type(1) + get(dependency, w)); | 
|---|
 | 339 |           put(dependency, v, get(dependency, v) + factor); | 
|---|
 | 340 |           update_centrality(edge_centrality_map, *vw, factor); | 
|---|
 | 341 |         } | 
|---|
 | 342 |          | 
|---|
 | 343 |         if (w != *s) { | 
|---|
 | 344 |           update_centrality(centrality, w, get(dependency, w)); | 
|---|
 | 345 |         } | 
|---|
 | 346 |       } | 
|---|
 | 347 |     } | 
|---|
 | 348 |  | 
|---|
 | 349 |     typedef typename graph_traits<Graph>::directed_category directed_category; | 
|---|
 | 350 |     const bool is_undirected =  | 
|---|
 | 351 |       is_convertible<directed_category*, undirected_tag*>::value; | 
|---|
 | 352 |     if (is_undirected) { | 
|---|
 | 353 |       divide_centrality_by_two(vertices(g), centrality); | 
|---|
 | 354 |       divide_centrality_by_two(edges(g), edge_centrality_map); | 
|---|
 | 355 |     } | 
|---|
 | 356 |   } | 
|---|
 | 357 |  | 
|---|
 | 358 | } } // end namespace detail::graph | 
|---|
 | 359 |  | 
|---|
 | 360 | template<typename Graph, typename CentralityMap, typename EdgeCentralityMap, | 
|---|
 | 361 |          typename IncomingMap, typename DistanceMap,  | 
|---|
 | 362 |          typename DependencyMap, typename PathCountMap,  | 
|---|
 | 363 |          typename VertexIndexMap> | 
|---|
 | 364 | void  | 
|---|
 | 365 | brandes_betweenness_centrality(const Graph& g,  | 
|---|
 | 366 |                                CentralityMap centrality,     // C_B | 
|---|
 | 367 |                                EdgeCentralityMap edge_centrality_map, | 
|---|
 | 368 |                                IncomingMap incoming, // P | 
|---|
 | 369 |                                DistanceMap distance,         // d | 
|---|
 | 370 |                                DependencyMap dependency,     // delta | 
|---|
 | 371 |                                PathCountMap path_count,      // sigma | 
|---|
 | 372 |                                VertexIndexMap vertex_index) | 
|---|
 | 373 | { | 
|---|
 | 374 |   detail::graph::brandes_unweighted_shortest_paths shortest_paths; | 
|---|
 | 375 |  | 
|---|
 | 376 |   detail::graph::brandes_betweenness_centrality_impl(g, centrality,  | 
|---|
 | 377 |                                                      edge_centrality_map, | 
|---|
 | 378 |                                                      incoming, distance, | 
|---|
 | 379 |                                                      dependency, path_count, | 
|---|
 | 380 |                                                      vertex_index,  | 
|---|
 | 381 |                                                      shortest_paths); | 
|---|
 | 382 | } | 
|---|
 | 383 |  | 
|---|
 | 384 | template<typename Graph, typename CentralityMap, typename EdgeCentralityMap,  | 
|---|
 | 385 |          typename IncomingMap, typename DistanceMap,  | 
|---|
 | 386 |          typename DependencyMap, typename PathCountMap,  | 
|---|
 | 387 |          typename VertexIndexMap, typename WeightMap>     | 
|---|
 | 388 | void  | 
|---|
 | 389 | brandes_betweenness_centrality(const Graph& g,  | 
|---|
 | 390 |                                CentralityMap centrality,     // C_B | 
|---|
 | 391 |                                EdgeCentralityMap edge_centrality_map, | 
|---|
 | 392 |                                IncomingMap incoming, // P | 
|---|
 | 393 |                                DistanceMap distance,         // d | 
|---|
 | 394 |                                DependencyMap dependency,     // delta | 
|---|
 | 395 |                                PathCountMap path_count,      // sigma | 
|---|
 | 396 |                                VertexIndexMap vertex_index, | 
|---|
 | 397 |                                WeightMap weight_map) | 
|---|
 | 398 | { | 
|---|
 | 399 |   detail::graph::brandes_dijkstra_shortest_paths<WeightMap> | 
|---|
 | 400 |     shortest_paths(weight_map); | 
|---|
 | 401 |  | 
|---|
 | 402 |   detail::graph::brandes_betweenness_centrality_impl(g, centrality,  | 
|---|
 | 403 |                                                      edge_centrality_map, | 
|---|
 | 404 |                                                      incoming, distance, | 
|---|
 | 405 |                                                      dependency, path_count, | 
|---|
 | 406 |                                                      vertex_index,  | 
|---|
 | 407 |                                                      shortest_paths); | 
|---|
 | 408 | } | 
|---|
 | 409 |  | 
|---|
 | 410 | namespace detail { namespace graph { | 
|---|
 | 411 |   template<typename Graph, typename CentralityMap, typename EdgeCentralityMap, | 
|---|
 | 412 |            typename WeightMap, typename VertexIndexMap> | 
|---|
 | 413 |   void  | 
|---|
 | 414 |   brandes_betweenness_centrality_dispatch2(const Graph& g, | 
|---|
 | 415 |                                            CentralityMap centrality, | 
|---|
 | 416 |                                            EdgeCentralityMap edge_centrality_map, | 
|---|
 | 417 |                                            WeightMap weight_map, | 
|---|
 | 418 |                                            VertexIndexMap vertex_index) | 
|---|
 | 419 |   { | 
|---|
 | 420 |     typedef typename graph_traits<Graph>::degree_size_type degree_size_type; | 
|---|
 | 421 |     typedef typename graph_traits<Graph>::vertex_descriptor vertex_descriptor; | 
|---|
 | 422 |     typedef typename graph_traits<Graph>::edge_descriptor edge_descriptor; | 
|---|
 | 423 |     typedef typename mpl::if_c<(is_same<CentralityMap,  | 
|---|
 | 424 |                                         dummy_property_map>::value), | 
|---|
 | 425 |                                          EdgeCentralityMap,  | 
|---|
 | 426 |                                CentralityMap>::type a_centrality_map; | 
|---|
 | 427 |     typedef typename property_traits<a_centrality_map>::value_type  | 
|---|
 | 428 |       centrality_type; | 
|---|
 | 429 |  | 
|---|
 | 430 |     typename graph_traits<Graph>::vertices_size_type V = num_vertices(g); | 
|---|
 | 431 |      | 
|---|
 | 432 |     std::vector<std::vector<edge_descriptor> > incoming(V); | 
|---|
 | 433 |     std::vector<centrality_type> distance(V); | 
|---|
 | 434 |     std::vector<centrality_type> dependency(V); | 
|---|
 | 435 |     std::vector<degree_size_type> path_count(V); | 
|---|
 | 436 |  | 
|---|
 | 437 |     brandes_betweenness_centrality( | 
|---|
 | 438 |       g, centrality, edge_centrality_map, | 
|---|
 | 439 |       make_iterator_property_map(incoming.begin(), vertex_index), | 
|---|
 | 440 |       make_iterator_property_map(distance.begin(), vertex_index), | 
|---|
 | 441 |       make_iterator_property_map(dependency.begin(), vertex_index), | 
|---|
 | 442 |       make_iterator_property_map(path_count.begin(), vertex_index), | 
|---|
 | 443 |       vertex_index, | 
|---|
 | 444 |       weight_map); | 
|---|
 | 445 |   } | 
|---|
 | 446 |    | 
|---|
 | 447 |  | 
|---|
 | 448 |   template<typename Graph, typename CentralityMap, typename EdgeCentralityMap, | 
|---|
 | 449 |            typename VertexIndexMap> | 
|---|
 | 450 |   void  | 
|---|
 | 451 |   brandes_betweenness_centrality_dispatch2(const Graph& g, | 
|---|
 | 452 |                                            CentralityMap centrality, | 
|---|
 | 453 |                                            EdgeCentralityMap edge_centrality_map, | 
|---|
 | 454 |                                            VertexIndexMap vertex_index) | 
|---|
 | 455 |   { | 
|---|
 | 456 |     typedef typename graph_traits<Graph>::degree_size_type degree_size_type; | 
|---|
 | 457 |     typedef typename graph_traits<Graph>::vertex_descriptor vertex_descriptor; | 
|---|
 | 458 |     typedef typename graph_traits<Graph>::edge_descriptor edge_descriptor; | 
|---|
 | 459 |     typedef typename mpl::if_c<(is_same<CentralityMap,  | 
|---|
 | 460 |                                         dummy_property_map>::value), | 
|---|
 | 461 |                                          EdgeCentralityMap,  | 
|---|
 | 462 |                                CentralityMap>::type a_centrality_map; | 
|---|
 | 463 |     typedef typename property_traits<a_centrality_map>::value_type  | 
|---|
 | 464 |       centrality_type; | 
|---|
 | 465 |  | 
|---|
 | 466 |     typename graph_traits<Graph>::vertices_size_type V = num_vertices(g); | 
|---|
 | 467 |      | 
|---|
 | 468 |     std::vector<std::vector<edge_descriptor> > incoming(V); | 
|---|
 | 469 |     std::vector<centrality_type> distance(V); | 
|---|
 | 470 |     std::vector<centrality_type> dependency(V); | 
|---|
 | 471 |     std::vector<degree_size_type> path_count(V); | 
|---|
 | 472 |  | 
|---|
 | 473 |     brandes_betweenness_centrality( | 
|---|
 | 474 |       g, centrality, edge_centrality_map, | 
|---|
 | 475 |       make_iterator_property_map(incoming.begin(), vertex_index), | 
|---|
 | 476 |       make_iterator_property_map(distance.begin(), vertex_index), | 
|---|
 | 477 |       make_iterator_property_map(dependency.begin(), vertex_index), | 
|---|
 | 478 |       make_iterator_property_map(path_count.begin(), vertex_index), | 
|---|
 | 479 |       vertex_index); | 
|---|
 | 480 |   } | 
|---|
 | 481 |  | 
|---|
 | 482 |   template<typename WeightMap> | 
|---|
 | 483 |   struct brandes_betweenness_centrality_dispatch1 | 
|---|
 | 484 |   { | 
|---|
 | 485 |     template<typename Graph, typename CentralityMap,  | 
|---|
 | 486 |              typename EdgeCentralityMap, typename VertexIndexMap> | 
|---|
 | 487 |     static void  | 
|---|
 | 488 |     run(const Graph& g, CentralityMap centrality,  | 
|---|
 | 489 |         EdgeCentralityMap edge_centrality_map, VertexIndexMap vertex_index, | 
|---|
 | 490 |         WeightMap weight_map) | 
|---|
 | 491 |     { | 
|---|
 | 492 |       brandes_betweenness_centrality_dispatch2(g, centrality, edge_centrality_map, | 
|---|
 | 493 |                                                weight_map, vertex_index); | 
|---|
 | 494 |     } | 
|---|
 | 495 |   }; | 
|---|
 | 496 |  | 
|---|
 | 497 |   template<> | 
|---|
 | 498 |   struct brandes_betweenness_centrality_dispatch1<error_property_not_found> | 
|---|
 | 499 |   { | 
|---|
 | 500 |     template<typename Graph, typename CentralityMap,  | 
|---|
 | 501 |              typename EdgeCentralityMap, typename VertexIndexMap> | 
|---|
 | 502 |     static void  | 
|---|
 | 503 |     run(const Graph& g, CentralityMap centrality,  | 
|---|
 | 504 |         EdgeCentralityMap edge_centrality_map, VertexIndexMap vertex_index, | 
|---|
 | 505 |         error_property_not_found) | 
|---|
 | 506 |     { | 
|---|
 | 507 |       brandes_betweenness_centrality_dispatch2(g, centrality, edge_centrality_map, | 
|---|
 | 508 |                                                vertex_index); | 
|---|
 | 509 |     } | 
|---|
 | 510 |   }; | 
|---|
 | 511 |  | 
|---|
 | 512 | } } // end namespace detail::graph | 
|---|
 | 513 |  | 
|---|
 | 514 | template<typename Graph, typename Param, typename Tag, typename Rest> | 
|---|
 | 515 | void  | 
|---|
 | 516 | brandes_betweenness_centrality(const Graph& g,  | 
|---|
 | 517 |                                const bgl_named_params<Param,Tag,Rest>& params) | 
|---|
 | 518 | { | 
|---|
 | 519 |   typedef bgl_named_params<Param,Tag,Rest> named_params; | 
|---|
 | 520 |  | 
|---|
 | 521 |   typedef typename property_value<named_params, edge_weight_t>::type ew; | 
|---|
 | 522 |   detail::graph::brandes_betweenness_centrality_dispatch1<ew>::run( | 
|---|
 | 523 |     g,  | 
|---|
 | 524 |     choose_param(get_param(params, vertex_centrality),  | 
|---|
 | 525 |                  dummy_property_map()), | 
|---|
 | 526 |     choose_param(get_param(params, edge_centrality),  | 
|---|
 | 527 |                  dummy_property_map()), | 
|---|
 | 528 |     choose_const_pmap(get_param(params, vertex_index), g, vertex_index), | 
|---|
 | 529 |     get_param(params, edge_weight)); | 
|---|
 | 530 | } | 
|---|
 | 531 |  | 
|---|
 | 532 | template<typename Graph, typename CentralityMap> | 
|---|
 | 533 | void  | 
|---|
 | 534 | brandes_betweenness_centrality(const Graph& g, CentralityMap centrality) | 
|---|
 | 535 | { | 
|---|
 | 536 |   detail::graph::brandes_betweenness_centrality_dispatch2( | 
|---|
 | 537 |     g, centrality, dummy_property_map(), get(vertex_index, g)); | 
|---|
 | 538 | } | 
|---|
 | 539 |  | 
|---|
 | 540 | template<typename Graph, typename CentralityMap, typename EdgeCentralityMap> | 
|---|
 | 541 | void  | 
|---|
 | 542 | brandes_betweenness_centrality(const Graph& g, CentralityMap centrality, | 
|---|
 | 543 |                                EdgeCentralityMap edge_centrality_map) | 
|---|
 | 544 | { | 
|---|
 | 545 |   detail::graph::brandes_betweenness_centrality_dispatch2( | 
|---|
 | 546 |     g, centrality, edge_centrality_map, get(vertex_index, g)); | 
|---|
 | 547 | } | 
|---|
 | 548 |  | 
|---|
 | 549 | /** | 
|---|
 | 550 |  * Converts "absolute" betweenness centrality (as computed by the | 
|---|
 | 551 |  * brandes_betweenness_centrality algorithm) in the centrality map | 
|---|
 | 552 |  * into "relative" centrality. The result is placed back into the | 
|---|
 | 553 |  * given centrality map. | 
|---|
 | 554 |  */ | 
|---|
 | 555 | template<typename Graph, typename CentralityMap> | 
|---|
 | 556 | void  | 
|---|
 | 557 | relative_betweenness_centrality(const Graph& g, CentralityMap centrality) | 
|---|
 | 558 | { | 
|---|
 | 559 |   typedef typename graph_traits<Graph>::vertex_iterator vertex_iterator; | 
|---|
 | 560 |   typedef typename property_traits<CentralityMap>::value_type centrality_type; | 
|---|
 | 561 |  | 
|---|
 | 562 |   typename graph_traits<Graph>::vertices_size_type n = num_vertices(g); | 
|---|
 | 563 |   centrality_type factor = centrality_type(2)/centrality_type(n*n - 3*n + 2); | 
|---|
 | 564 |   vertex_iterator v, v_end; | 
|---|
 | 565 |   for (tie(v, v_end) = vertices(g); v != v_end; ++v) { | 
|---|
 | 566 |     put(centrality, *v, factor * get(centrality, *v)); | 
|---|
 | 567 |   } | 
|---|
 | 568 | } | 
|---|
 | 569 |  | 
|---|
 | 570 | // Compute the central point dominance of a graph. | 
|---|
 | 571 | template<typename Graph, typename CentralityMap> | 
|---|
 | 572 | typename property_traits<CentralityMap>::value_type | 
|---|
 | 573 | central_point_dominance(const Graph& g, CentralityMap centrality) | 
|---|
 | 574 | { | 
|---|
 | 575 |   using std::max; | 
|---|
 | 576 |  | 
|---|
 | 577 |   typedef typename graph_traits<Graph>::vertex_iterator vertex_iterator; | 
|---|
 | 578 |   typedef typename property_traits<CentralityMap>::value_type centrality_type; | 
|---|
 | 579 |  | 
|---|
 | 580 |   typename graph_traits<Graph>::vertices_size_type n = num_vertices(g); | 
|---|
 | 581 |  | 
|---|
 | 582 |   // Find max centrality | 
|---|
 | 583 |   centrality_type max_centrality(0); | 
|---|
 | 584 |   vertex_iterator v, v_end; | 
|---|
 | 585 |   for (tie(v, v_end) = vertices(g); v != v_end; ++v) { | 
|---|
 | 586 |     max_centrality = (max)(max_centrality, get(centrality, *v)); | 
|---|
 | 587 |   } | 
|---|
 | 588 |  | 
|---|
 | 589 |   // Compute central point dominance | 
|---|
 | 590 |   centrality_type sum(0); | 
|---|
 | 591 |   for (tie(v, v_end) = vertices(g); v != v_end; ++v) { | 
|---|
 | 592 |     sum += (max_centrality - get(centrality, *v)); | 
|---|
 | 593 |   } | 
|---|
 | 594 |   return sum/(n-1); | 
|---|
 | 595 | } | 
|---|
 | 596 |  | 
|---|
 | 597 | } // end namespace boost | 
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 | 598 |  | 
|---|
 | 599 | #endif // BOOST_GRAPH_BRANDES_BETWEENNESS_CENTRALITY_HPP | 
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