| 1 | //======================================================================= | 
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| 2 | // Copyright 2000 University of Notre Dame. | 
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| 3 | // Authors: Jeremy G. Siek, Andrew Lumsdaine, Lie-Quan Lee | 
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| 4 | // | 
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| 5 | // Distributed under the Boost Software License, Version 1.0. (See | 
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| 6 | // accompanying file LICENSE_1_0.txt or copy at | 
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| 7 | // http://www.boost.org/LICENSE_1_0.txt) | 
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| 9 |  | 
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| 10 | #ifndef BOOST_EDGE_CONNECTIVITY | 
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| 11 | #define BOOST_EDGE_CONNECTIVITY | 
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| 12 |  | 
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| 13 | // WARNING: not-yet fully tested! | 
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| 14 |  | 
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| 15 | #include <boost/config.hpp> | 
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| 16 | #include <vector> | 
|---|
| 17 | #include <set> | 
|---|
| 18 | #include <algorithm> | 
|---|
| 19 | #include <boost/graph/edmunds_karp_max_flow.hpp> | 
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| 20 |  | 
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| 21 | namespace boost { | 
|---|
| 22 |  | 
|---|
| 23 |   namespace detail { | 
|---|
| 24 |  | 
|---|
| 25 |     template <class Graph> | 
|---|
| 26 |     inline | 
|---|
| 27 |     std::pair<typename graph_traits<Graph>::vertex_descriptor, | 
|---|
| 28 |               typename graph_traits<Graph>::degree_size_type> | 
|---|
| 29 |     min_degree_vertex(Graph& g) | 
|---|
| 30 |     { | 
|---|
| 31 |       typedef graph_traits<Graph> Traits; | 
|---|
| 32 |       typename Traits::vertex_descriptor p; | 
|---|
| 33 |       typedef typename Traits::degree_size_type size_type; | 
|---|
| 34 |       size_type delta = (std::numeric_limits<size_type>::max)(); | 
|---|
| 35 |  | 
|---|
| 36 |       typename Traits::vertex_iterator i, iend; | 
|---|
| 37 |       for (tie(i, iend) = vertices(g); i != iend; ++i) | 
|---|
| 38 |         if (degree(*i, g) < delta) { | 
|---|
| 39 |           delta = degree(*i, g); | 
|---|
| 40 |           p = *i; | 
|---|
| 41 |         } | 
|---|
| 42 |       return std::make_pair(p, delta); | 
|---|
| 43 |     } | 
|---|
| 44 |  | 
|---|
| 45 |     template <class Graph, class OutputIterator> | 
|---|
| 46 |     void neighbors(const Graph& g,  | 
|---|
| 47 |                    typename graph_traits<Graph>::vertex_descriptor u, | 
|---|
| 48 |                    OutputIterator result) | 
|---|
| 49 |     { | 
|---|
| 50 |       typename graph_traits<Graph>::adjacency_iterator ai, aend; | 
|---|
| 51 |       for (tie(ai, aend) = adjacent_vertices(u, g); ai != aend; ++ai) | 
|---|
| 52 |         *result++ = *ai; | 
|---|
| 53 |     } | 
|---|
| 54 |  | 
|---|
| 55 |     template <class Graph, class VertexIterator, class OutputIterator> | 
|---|
| 56 |     void neighbors(const Graph& g,  | 
|---|
| 57 |                    VertexIterator first, VertexIterator last, | 
|---|
| 58 |                    OutputIterator result) | 
|---|
| 59 |     { | 
|---|
| 60 |       for (; first != last; ++first) | 
|---|
| 61 |         neighbors(g, *first, result); | 
|---|
| 62 |     } | 
|---|
| 63 |  | 
|---|
| 64 |   } // namespace detail | 
|---|
| 65 |  | 
|---|
| 66 |   // O(m n) | 
|---|
| 67 |   template <class VertexListGraph, class OutputIterator> | 
|---|
| 68 |   typename graph_traits<VertexListGraph>::degree_size_type | 
|---|
| 69 |   edge_connectivity(VertexListGraph& g, OutputIterator disconnecting_set) | 
|---|
| 70 |   { | 
|---|
| 71 |     //------------------------------------------------------------------------- | 
|---|
| 72 |     // Type Definitions | 
|---|
| 73 |     typedef graph_traits<VertexListGraph> Traits; | 
|---|
| 74 |     typedef typename Traits::vertex_iterator vertex_iterator; | 
|---|
| 75 |     typedef typename Traits::edge_iterator edge_iterator; | 
|---|
| 76 |     typedef typename Traits::out_edge_iterator out_edge_iterator; | 
|---|
| 77 |     typedef typename Traits::vertex_descriptor vertex_descriptor; | 
|---|
| 78 |     typedef typename Traits::degree_size_type degree_size_type; | 
|---|
| 79 |     typedef color_traits<default_color_type> Color; | 
|---|
| 80 |  | 
|---|
| 81 |     typedef adjacency_list_traits<vecS, vecS, directedS> Tr; | 
|---|
| 82 |     typedef typename Tr::edge_descriptor Tr_edge_desc; | 
|---|
| 83 |     typedef adjacency_list<vecS, vecS, directedS, no_property,  | 
|---|
| 84 |       property<edge_capacity_t, degree_size_type, | 
|---|
| 85 |         property<edge_residual_capacity_t, degree_size_type, | 
|---|
| 86 |           property<edge_reverse_t, Tr_edge_desc> > > >  | 
|---|
| 87 |       FlowGraph; | 
|---|
| 88 |     typedef typename graph_traits<FlowGraph>::edge_descriptor edge_descriptor; | 
|---|
| 89 |  | 
|---|
| 90 |     //------------------------------------------------------------------------- | 
|---|
| 91 |     // Variable Declarations | 
|---|
| 92 |     vertex_descriptor u, v, p, k; | 
|---|
| 93 |     edge_descriptor e1, e2; | 
|---|
| 94 |     bool inserted; | 
|---|
| 95 |     vertex_iterator vi, vi_end; | 
|---|
| 96 |     edge_iterator ei, ei_end; | 
|---|
| 97 |     degree_size_type delta, alpha_star, alpha_S_k; | 
|---|
| 98 |     std::set<vertex_descriptor> S, neighbor_S; | 
|---|
| 99 |     std::vector<vertex_descriptor> S_star, non_neighbor_S; | 
|---|
| 100 |     std::vector<default_color_type> color(num_vertices(g)); | 
|---|
| 101 |     std::vector<edge_descriptor> pred(num_vertices(g)); | 
|---|
| 102 |  | 
|---|
| 103 |     //------------------------------------------------------------------------- | 
|---|
| 104 |     // Create a network flow graph out of the undirected graph | 
|---|
| 105 |     FlowGraph flow_g(num_vertices(g)); | 
|---|
| 106 |  | 
|---|
| 107 |     typename property_map<FlowGraph, edge_capacity_t>::type | 
|---|
| 108 |       cap = get(edge_capacity, flow_g); | 
|---|
| 109 |     typename property_map<FlowGraph, edge_residual_capacity_t>::type | 
|---|
| 110 |       res_cap = get(edge_residual_capacity, flow_g); | 
|---|
| 111 |     typename property_map<FlowGraph, edge_reverse_t>::type | 
|---|
| 112 |       rev_edge = get(edge_reverse, flow_g); | 
|---|
| 113 |  | 
|---|
| 114 |     for (tie(ei, ei_end) = edges(g); ei != ei_end; ++ei) { | 
|---|
| 115 |       u = source(*ei, g), v = target(*ei, g); | 
|---|
| 116 |       tie(e1, inserted) = add_edge(u, v, flow_g); | 
|---|
| 117 |       cap[e1] = 1; | 
|---|
| 118 |       tie(e2, inserted) = add_edge(v, u, flow_g); | 
|---|
| 119 |       cap[e2] = 1; // not sure about this | 
|---|
| 120 |       rev_edge[e1] = e2; | 
|---|
| 121 |       rev_edge[e2] = e1; | 
|---|
| 122 |     } | 
|---|
| 123 |  | 
|---|
| 124 |     //------------------------------------------------------------------------- | 
|---|
| 125 |     // The Algorithm | 
|---|
| 126 |  | 
|---|
| 127 |     tie(p, delta) = detail::min_degree_vertex(g); | 
|---|
| 128 |     S_star.push_back(p); | 
|---|
| 129 |     alpha_star = delta; | 
|---|
| 130 |     S.insert(p); | 
|---|
| 131 |     neighbor_S.insert(p); | 
|---|
| 132 |     detail::neighbors(g, S.begin(), S.end(),  | 
|---|
| 133 |                       std::inserter(neighbor_S, neighbor_S.begin())); | 
|---|
| 134 |  | 
|---|
| 135 |     std::set_difference(vertices(g).first, vertices(g).second, | 
|---|
| 136 |                         neighbor_S.begin(), neighbor_S.end(), | 
|---|
| 137 |                         std::back_inserter(non_neighbor_S)); | 
|---|
| 138 |  | 
|---|
| 139 |     while (!non_neighbor_S.empty()) { // at most n - 1 times | 
|---|
| 140 |       k = non_neighbor_S.front(); | 
|---|
| 141 |  | 
|---|
| 142 |       alpha_S_k = edmunds_karp_max_flow | 
|---|
| 143 |         (flow_g, p, k, cap, res_cap, rev_edge, &color[0], &pred[0]); | 
|---|
| 144 |  | 
|---|
| 145 |       if (alpha_S_k < alpha_star) { | 
|---|
| 146 |         alpha_star = alpha_S_k; | 
|---|
| 147 |         S_star.clear(); | 
|---|
| 148 |         for (tie(vi, vi_end) = vertices(flow_g); vi != vi_end; ++vi) | 
|---|
| 149 |           if (color[*vi] != Color::white()) | 
|---|
| 150 |             S_star.push_back(*vi); | 
|---|
| 151 |       } | 
|---|
| 152 |       S.insert(k); | 
|---|
| 153 |       neighbor_S.insert(k); | 
|---|
| 154 |       detail::neighbors(g, k, std::inserter(neighbor_S, neighbor_S.begin())); | 
|---|
| 155 |       non_neighbor_S.clear(); | 
|---|
| 156 |       std::set_difference(vertices(g).first, vertices(g).second, | 
|---|
| 157 |                           neighbor_S.begin(), neighbor_S.end(), | 
|---|
| 158 |                           std::back_inserter(non_neighbor_S)); | 
|---|
| 159 |     } | 
|---|
| 160 |     //------------------------------------------------------------------------- | 
|---|
| 161 |     // Compute edges of the cut [S*, ~S*] | 
|---|
| 162 |     std::vector<bool> in_S_star(num_vertices(g), false); | 
|---|
| 163 |     typename std::vector<vertex_descriptor>::iterator si; | 
|---|
| 164 |     for (si = S_star.begin(); si != S_star.end(); ++si) | 
|---|
| 165 |       in_S_star[*si] = true; | 
|---|
| 166 |  | 
|---|
| 167 |     degree_size_type c = 0; | 
|---|
| 168 |     for (si = S_star.begin(); si != S_star.end(); ++si) { | 
|---|
| 169 |       out_edge_iterator ei, ei_end; | 
|---|
| 170 |       for (tie(ei, ei_end) = out_edges(*si, g); ei != ei_end; ++ei) | 
|---|
| 171 |         if (!in_S_star[target(*ei, g)]) { | 
|---|
| 172 |           *disconnecting_set++ = *ei; | 
|---|
| 173 |           ++c; | 
|---|
| 174 |         } | 
|---|
| 175 |     } | 
|---|
| 176 |     return c; | 
|---|
| 177 |   } | 
|---|
| 178 |  | 
|---|
| 179 | } // namespace boost | 
|---|
| 180 |  | 
|---|
| 181 | #endif // BOOST_EDGE_CONNECTIVITY | 
|---|