-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 1
Expand file tree
/
Copy pathnetwork.cc
More file actions
555 lines (494 loc) · 14.4 KB
/
network.cc
File metadata and controls
555 lines (494 loc) · 14.4 KB
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
#ifdef DEBUG
const bool debug = true;
#else
const bool debug = false;
#endif
#include <iostream>
#include <algorithm>
#include <boost/tuple/tuple.hpp>
#include <utility>
#include <map>
#include <set>
#include <string>
#include <assert.h>
#include "network.h"
/*
* Typ sieci.
*/
enum netType
{
GROWINGNET,
NOTGROWINGNET
};
/*
* Reprezentacja pojedynczego węzła.
*/
typedef std::string node;
/*
* Reprezentacja pojedynczej krawędzi.
*/
typedef std::pair<node, node> edge;
/*
* Komparator leksykograficzny krawędzi.
*/
struct compareLex
{
bool operator()(const edge &v1, const edge &v2)
{
if(v1.first == v2.first)
return v1.second < v2.second;
return v1.first < v2.first;
}
};
/*
* Reprezentacja ID sieci.
*/
typedef unsigned long ID;
/*
* Krawędzie grafu.
*/
typedef std::set<edge, compareLex> edges;
/*
* Wierzchołki grafu.
*/
typedef std::set<node> nodes;
/*
* Reprezentacja sieci.
*/
typedef boost::tuple<nodes, edges, netType> network;
/*
* Pojedyncza sieć.
*/
typedef std::pair<ID, network> singleNetwork;
/*
* Reprezentacja zbioru sieci.
*/
typedef std::map<ID, network> setOfNetworks;
/*
* Globalna instancja zbioru sieci.
*/
setOfNetworks &getNetworks()
{
static setOfNetworks res;
return res;
}
/*
* Zwraca dostępne do wykorzystania ID. W przypadku świeżo zainicjalizowanej
* zwraca 0, w przeciwnym przypadku ID następujące bezpośrednio po
* dotychczasowo największym.
*/
inline ID getFreeID()
{
if(getNetworks().empty())
return 0;
else
return (--getNetworks().end())->first + 1;
}
/*
* Zwraca reprezentację pustej sieci wraz z poprawnie nadanym ID.
*/
std::pair<ID, network> newNetwork(const netType &nType)
{
nodes n = nodes();
edges v = edges();
return singleNetwork(getFreeID(), network(n, v, nType));
}
/*
* Sprawdza czy istnieje sieć o podanym ID.
*/
inline bool doesNetworkExist(const ID &idToCheck)
{
return getNetworks().find(idToCheck) != getNetworks().end();
}
/*
* W przypadku istniena sieci reprezentowanej poprzez ID zwraca jej wierzchołki.
*/
inline nodes &getNodes(const ID &id)
{
return boost::get<0>(getNetworks().find(id)->second);
}
/*
* W przypadku istniena sieci reprezentowanej poprzez ID zwraca jej krawędzie.
*/
inline edges &getEdges(const ID &id)
{
return boost::get<1>(getNetworks().find(id)->second);
}
/*
* W przypadku istnienia sieci reprezentowanej poprzez ID zwraca jej typ.
*/
inline netType &getNetType(const ID &id)
{
return boost::get<2>((getNetworks().find(id)->second));
}
/*
* Tworzy nową, pustą, sieć i zwraca jej identyfikator. Sieć pusta, to sieć z pustym zbiorem węzłów.
* Parametr growing mówi o tym, czy nowa sieć ma być rosnąca (growing != 0) czy nie (growing == 0).
*/
unsigned long network_new(int growing)
{
netType ntype;
if(growing == 0)
ntype = NOTGROWINGNET;
else
ntype = GROWINGNET;
singleNetwork ret = newNetwork(ntype);
getNetworks().insert(ret);
unsigned long result = ret.first;
if(debug)
{
std::cerr << "network_new(" << growing << ")" << std::endl;
std::cerr << "network_new: network " << result<< " created" << std::endl;
}
return result;
}
/*
* Jeżeli istnieje sieć o identyfikatorze id, to usuwa sieć, a w przeciwnym przypadku nic nie robi.
*/
void network_delete(unsigned long id)
{
if(debug)
std::cerr << "network_delete(" << id << ")" << std::endl;
if(doesNetworkExist(id))
{
if(debug)
std::cerr << "newtwork_delete: network " << id << " deleted" << std::endl;
getNetworks().erase(id);
}
else
if(debug)
std::cerr << "newtwork_delete: network " << id << " doesn't exist" << std::endl;
}
/*
* Jeżeli istnieje sieć o identyfikatorze id, zwraca liczbę jej węzłów, a w przeciwnym przypadku zwraca 0.
*/
size_t network_nodes_number(unsigned long id)
{
if(debug)
std::cerr << "network_nodes_number(" << id << ")" << std::endl;
if(doesNetworkExist(id))
{
size_t ret = getNodes(id).size();
if(debug)
std::cerr << "newtork_nodes_number: network " << id << " contains " << ret << " nodes" << std::endl;
return ret;
}
else
{
if(debug)
std::cerr << "newtork_nodes_number: network " << id << " contains " << " 0 nodes" << std::endl;
return 0;
}
}
/*
* Jeżeli istnieje sieć o identyfikatorze id, zwraca liczbę jej krawędzi, a w przeciwnym przypadku zwraca 0.
*/
size_t network_links_number(unsigned long id)
{
if(debug)
std::cerr << "network_links_number(" << id << ")" << std::endl;
if(doesNetworkExist(id))
{
size_t counter = getEdges(id).size();
if(debug)
std::cerr << "network_links_number: network " << id << " contains " << counter << " links" << std::endl;
return counter;
}
else
{
if(debug)
std::cerr << "network_links_number: network " << id << " contains 0 links" << std::endl;
return 0;
}
}
/*
* Jeżeli istnieje sieć o identyfikatorze id, label != NULL i sieć ta nie zawiera jeszcze węzła o etykiecie label,
* to dodaje węzeł o etykiecie label do sieci, a w przeciwnym przypadku nic nie robi.
*/
void network_add_node(unsigned long id, const char* label)
{
if(label == NULL)
{
if (debug)
{
std::cerr << "network_add_node(" << id << ", NULL)" << std::endl;
std::cerr << "newtork_add_node: execution terminated in case of NULL as argument" << std::endl;
}
return;
}
if (debug)
std::cerr << "network_add_node(" << id << ", " << label << ")" << std::endl;
if(doesNetworkExist(id))
{
//Nie ma jeszcze zaznaczonego wierzchołka, możemy dodawać.
if(getNodes(id).find(node(label)) == getNodes(id).end())
{
if(debug)
std::cerr << "newtork_add_node: network " << id << ", node " << label << " added" << std::endl;
getNodes(id).insert(node(label));
}
else
if(debug)
std::cerr << "newtork_add_node: network " << id << ", node " << label << " already exists" << std::endl;
}
else
if(debug)
std::cerr << "newtork_add_node: network " << id << " doesn't exist" << std::endl;
}
/*
* Jeżeli istnieje sieć o identyfikatorze, a w niej węzeł o etykiecie label oraz sieć nie jest rosnąca,
* to usuwa węzeł z sieci wraz ze wszystkimi krawędziami wchodzącymi i wychodzącymi, a w przeciwnym przypadku nic nie robi.
*/
void network_remove_node(unsigned long id, const char* label)
{
if(label == NULL)
{
if(debug)
{
std::cerr << "network_remove_node(" << id << ", NULL)" << std::endl;
std::cerr << "network_remove_node: execution terminated in case of NULL as argument" << std::endl;
}
return;
}
if (debug)
std::cerr << "network_remove_node(" << id << ", " << label << ")" << std::endl;
if(!doesNetworkExist(id))
{
if(debug)
std::cerr << "network_remove_node: network " << id << " doesn't exist" << std::endl;
return;
}
if(getNetType(id) == GROWINGNET)
{
if(debug)
std::cerr << "newtork_remove_node: network " << id << " is a growing network, failed to remove node " << label << std::endl;
return;
}
if(getNodes(id).find(node(label)) == getNodes(id).end())
{
if(debug)
std::cerr << "network_remove_node: network " << id << " doesn't contain node " << label << ", failed to remove node " << label << std::endl;
return;
}
//Usuwamy wierzchołek wraz z ewentualnymi krawędziami wychodzącymi z niego.
if(debug)
std::cerr << "network_remove_node: network " << id << " node " << label << " removed" << std::endl;
getNodes(id).erase(getNodes(id).find(node(label)));
//Oraz wszystkie krawędzie do niego wchodzące.
for(edges::iterator it = getEdges(id).begin(); it != getEdges(id).end(); it++)
{
if(it->first == node(label) || it->second == node(label))
{
if(debug)
std::cerr << "network_remove_node: network " << id << ", link(" << it->first << ", " << it->second << ") removed" << std::endl;
getEdges(id).erase(it);
}
}
}
/*
* Jeżeli istnieje sieć o identyfikatorze id, slabel != NULL oraz tlabel != NULL,
* i sieć ta nie zawiera jeszcze krawędzi (slabel, tlabel), to dodaje krawędź (slabel, tlabel) do sieci,
* a w przeciwnym przypadu nic nie robi. Jeżeli w sieci nie istnieje węzeł o etykiecie któregoś z końców krawędzi,
* to jest on również dodawany.
*/
void network_add_link(unsigned long id, const char* slabel, const char* tlabel)
{
if(slabel == NULL)
{
if (debug)
{
std::cerr << "network_add_link: network " << id << ", first node's label is NULL" << std::endl;
std::cerr << "newtork_add_link: execution terminated in case of NULL as first argument" << std::endl;
}
return;
}
if(tlabel == NULL)
{
if (debug)
{
std::cerr << "network_add_link: network " << id << ", second node's label is NULL" << std::endl;
std::cerr << "newtork_add_link: execution terminated in case of NULL as second argument" << std::endl;
}
return;
}
if (debug)
std::cerr << "network_add_link(" << id << ", " << slabel << ", " << tlabel << ")" << std::endl;
if(!doesNetworkExist(id))
{
if(debug)
std::cerr << "network_add_link: network " << id << " doesn't exist" << std::endl;
return;
}
//Dodajemy węzły jeżeli nie istniały do tej pory.
network_add_node(id, slabel);
network_add_node(id, tlabel);
//Dodawana krawędź.
edge e = edge(node(slabel), node(tlabel));
//Węzeł początkowy ma już krawędzie wychodzące - musimy zadbać żeby nie zdublować krawędzi.
//Sprawdzamy czy krawędź już istnieje jeżeli tak przerywamy.
if(getEdges(id).find(e) != getEdges(id).end())
{
if(debug)
std::cerr << "newtork_add_link: network " << id << ", link(" << slabel << ", " << tlabel << ") already exists" << std::endl;
return;
}
if(debug)
std::cerr << "newtork_add_link: network " << id << ", link(" << slabel << ", " << tlabel << ") added" << std::endl;
//Dodajemy krawędź.
getEdges(id).insert(e);
}
/*
* Jeżeli istnieje sieć o identyfikatorze id, a w niej krawędź (slabel, tlabel), oraz sieć nie jest rosnąca,
* to usuwa krawędź z sieci, a w przeciwnym przypadku nic nie robi.
*/
void network_remove_link(unsigned long id, const char* slabel, const char* tlabel)
{
if(slabel == NULL)
{
if(debug)
{
std::cerr << "network_remove_link: network " << id << ", first node's label is NULL" << std::endl;
std::cerr << "network_remove_link: execution terminated in case of NULL as first argument" << std::endl;
}
return;
}
if(tlabel == NULL)
{
if(debug)
{
std::cerr << "network_remove_link: network " << id << ", second node's label is NULL" << std::endl;
std::cerr << "network_remove_link: execution terminated in case of NULL as second argument" << std::endl;
}
return;
}
if (debug)
std::cerr << "network_remove_link(" << id << ", " << slabel << ", " << tlabel << ")" << std::endl;
if(!doesNetworkExist(id))
{
return;
}
if(getNetType(id) == GROWINGNET)
{
if(debug)
std::cerr << "network_remove_link: network " << id << " is a growing network, failed to remove link(" << slabel << ", " << tlabel << ")" << std::endl;
return;
}
//Usuwana krawędź.
edge e = edge(node(slabel), node(tlabel));
if(getEdges(id).find(e) != getEdges(id).end())
{
if(debug)
std::cerr << "network_remove_link: network " << id << ", link(" << slabel << ", " << tlabel << ") removed" << std::endl;
getEdges(id).erase(e);
}
else
if(debug)
std::cerr << "network_remove_link: network " << id << ", link(" << slabel << ", " << tlabel << ") doesn't exist" << std::endl;
}
/*
* Jeżeli istnieje sieć o identyfikatorze id i sieć nie jest rosnąca, usuwa wszystkie jej węzły i krawędzie,
* a w przeciwnym przypadku nic nie robi.
*/
void network_clear(unsigned long id)
{
if(debug)
std::cerr << "network_clear(" << id << ")" << std::endl;
if(!doesNetworkExist(id))
{
if(debug)
std::cerr << "network_clear: network " << id << " doesn't exist, failed to clear" << std::endl;
return;
}
if(getNetType(id) == GROWINGNET)
{
if(debug)
std::cerr << "network_clear: network " << id << " is a growing network, failed to clear" << std::endl;
return;
}
//Usuwamy graf reprezentujący węzły z krawędziami wyjściowymi.
getNodes(id).clear();
//Usuwamy graf reprezentująćy węzły bez krawędzi wyjściowych.
getEdges(id).clear();
if(debug)
std::cerr << "network_clear: network " << id << " cleared" << std::endl;
}
/*
* Jeżeli istnieje sieć o identyfikatorze id, a w niej węzeł o etykiecie label, to zwraca ilość krawędzi wychodzących z tego węzła, a w przeciwnym przypadku zwraca 0.
*/
size_t network_out_degree(unsigned long id, const char* label)
{
if(label == NULL)
{
if(debug)
{
std::cerr << "network_out_degree(" << id << ", NULL)" << std::endl;
std::cerr << "network_out_degree: execution terminated in case of NULL as second argument" << std::endl;
}
return 0;
}
if (debug)
std::cerr << "network_out_degree(" << id << ", " << label << ")" << std::endl;
if(!doesNetworkExist(id))
{
if(debug)
std::cerr << "network_out_degree: network " << id << " doesn't exist, out degree = 0" << std::endl;
return 0;
}
//Węzeł nie istnieje.
if(getNodes(id).find(node(label)) == getNodes(id).end())
{
if(debug)
std::cerr << "network_out_degree: network " << id << ", label " << label << " doesn't exist" << std::endl;
return 0;
}
//Zwracamy szukamy krawędzi wychodzących z wierzchołka.
size_t ret = 0;
node v = node(label);
edges::iterator it = getEdges(id).lower_bound(edge(v, node("")));
while(it != getEdges(id).end() && it->first == v)
{
ret++;
it++;
}
if(debug)
std::cerr << "network_out_degree: network " << id << ", label " << label << " out degree = " << ret << std::endl;
return ret;
}
/*
* Jeżeli istnieje sieć o identyfikatorze id, a w niej węzeł o etykiecie label, to zwraca ilość krawędzi wchodzących do tego węzła, a w przeciwnym przypadku zwraca 0.
*/
size_t network_in_degree(unsigned long id, const char* label)
{
if(label == NULL)
{
if (debug)
{
std::cerr << "network_in_degree(" << id << ", NULL)" << std::endl;
std::cerr << "network_in_degree: execution terminated in case of NULL as second argument" << std::endl;
}
return 0;
}
if(!doesNetworkExist(id))
{
if(debug)
std::cerr << "network_in_degree: network " << id << " doesn't exist, in degree = 0" << std::endl;
return 0;
}
//Węzeł nie istnieje.
if(getNodes(id).find(node(label)) == getNodes(id).end())
{
if(debug)
std::cerr << "network_in_degree: network " << id << ", label " << label << " doesn't exist " << std::endl;
return 0;
}
size_t counter = 0;
node v = node(label);
for(edges::iterator it = getEdges(id).begin(); it != getEdges(id).end(); it++)
{
if(it->second == v)
counter++;
}
if(debug)
std::cerr << "network_in_degree: network " << id << ", label " << label << " in degree = " << counter << std::endl;
return counter;
}