Removed miniksp, cosmetics on mtp.
authorFrancois Fleuret <francois@fleuret.org>
Tue, 21 Aug 2012 21:33:17 +0000 (14:33 -0700)
committerFrancois Fleuret <francois@fleuret.org>
Tue, 21 Aug 2012 21:33:17 +0000 (14:33 -0700)
miniksp.cc [deleted file]
mtp.cc

diff --git a/miniksp.cc b/miniksp.cc
deleted file mode 100644 (file)
index 92e9de5..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,248 +0,0 @@
-
-///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
-// START_IP_HEADER                                                       //
-//                                                                       //
-// This program is free software: you can redistribute it and/or modify  //
-// it under the terms of the version 3 of the GNU General Public License //
-// as published by the Free Software Foundation.                         //
-//                                                                       //
-// This program is distributed in the hope that it will be useful, but   //
-// WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of            //
-// MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU      //
-// General Public License for more details.                              //
-//                                                                       //
-// You should have received a copy of the GNU General Public License     //
-// along with this program. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.  //
-//                                                                       //
-// Written by and Copyright (C) Francois Fleuret                         //
-// Contact <francois.fleuret@idiap.ch> for comments & bug reports        //
-//                                                                       //
-// END_IP_HEADER                                                         //
-///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
-
-// #define VERBOSE
-
-#include <iostream>
-#include <fstream>
-#include <cmath>
-#include <stdio.h>
-#include <stdlib.h>
-#include <float.h>
-
-using namespace std;
-
-typedef float scalar_t;
-
-#ifdef DEBUG
-#define ASSERT(x) if(!(x)) { \
-  std::cerr << "ASSERT FAILED IN " << __FILE__ << ":" << __LINE__ << endl; \
-  abort(); \
-}
-#else
-#define ASSERT(x)
-#endif
-
-// In all the code:
-//
-//  * el[e] is the length of edge e
-//  * ea[e] is its starting node
-//  * eb[e] is its destination node.
-
-// Adds to all the edge length the length of the shortest (which can
-// be negative)
-void raise_es(int nb_edges, scalar_t *el) {
-  scalar_t min_es = el[0];
-  for(int e = 1; e < nb_edges; e++) {
-    min_es = min(min_es, el[e]);
-  }
-  for(int e = 0; e < nb_edges; e++) {
-    el[e] -= min_es;
-  }
-}
-
-// Adds to every edge length the differential of the psi function on
-// it
-void add_dpsi_es(int nb_edges, scalar_t *el, int *ea, int *eb, scalar_t *psi) {
-  for(int e = 0; e < nb_edges; e++) {
-    el[e] += psi[ea[e]] - psi[eb[e]];
-  }
-}
-
-// Finds the shortest path in the graph and returns in
-// result_edge_back, for each vertex, the edge to follow back from it
-// to reach the source with the shortest path, and in result_dist the
-// distance to the source. The edge lengths have to be positive.
-void find_shortest(int nb_vertices,
-                   int nb_edges, scalar_t *el, int *ea, int *eb,
-                   int source, int sink,
-                   int *result_edge_back, scalar_t *result_dist) {
-  for(int v = 0; v < nb_vertices; v++) {
-    result_dist[v] = FLT_MAX;
-    result_edge_back[v] = -1;
-  }
-
-  result_dist[source] = 0;
-
-#ifdef DEBUG
-  for(int e = 0; e < nb_edges; e++) {
-    if(el[e] < 0) abort();
-  }
-#endif
-
-  int nb_changes;
-  scalar_t d;
-  do {
-    nb_changes = 0;
-    for(int e = 0; e < nb_edges; e++) {
-      d = result_dist[ea[e]] + el[e];
-      if(d < result_dist[eb[e]]) {
-        nb_changes++;
-        result_dist[eb[e]] = d;
-        result_edge_back[eb[e]] = e;
-      }
-    }
-  } while(nb_changes > 0);
-}
-
-// Iterates find_shortest as long as it finds paths of negative
-// lengths. Returns which edges are occupied by the superposition of
-// paths in result_edge_occupation.
-//
-// **WARNING** this routine changes the values of el, ea, and eb
-// (i.e. the occupied edges are inverted).
-void find_best_paths(int nb_vertices,
-                     int nb_edges, scalar_t *el, int *ea, int *eb,
-                     int source, int sink,
-                     int *result_edge_occupation) {
-  scalar_t *dist = new scalar_t[nb_vertices];
-  int *edge_back = new int[nb_vertices];
-  scalar_t *positive_el = new scalar_t[nb_edges];
-  scalar_t s;
-  int v;
-
-  for(int e = 0; e < nb_edges; e++) {
-    positive_el[e] = el[e];
-    result_edge_occupation[e] = 0;
-  }
-
-  raise_es(nb_edges, positive_el);
-
-  do {
-    find_shortest(nb_vertices, nb_edges, positive_el, ea, eb, source, sink, edge_back, dist);
-    add_dpsi_es(nb_edges, positive_el, ea, eb, dist);
-    s = 0.0;
-
-    // If the new path reaches the sink, we will backtrack on it to
-    // compute its score and invert edges
-
-    if(edge_back[sink] >= 0) {
-
-      v = sink;
-      while(v != source) {
-        int e = edge_back[v];
-        ASSERT(eb[e] == v);
-        v = ea[e];
-        s += el[e];
-      }
-
-      // We found a good path (score < 0), we revert the edges along
-      // the path and invert their occupation (since adding a path on
-      // a path already occupied means removing flow on it)
-
-      if(s < 0) {
-        v = sink;
-#ifdef VERBOSE
-        cout << "FOUND A PATH OF LENGTH " << s << endl;
-#endif
-        while(v != source) {
-          int e = edge_back[v];
-          ASSERT(eb[e] == v);
-          v = ea[e];
-#ifdef VERBOSE
-          cout << "INVERTING " << ea[e] << " -> " << eb[e] << " [" << el[e] << "]" << endl;
-#endif
-          int k = eb[e];
-          eb[e] = ea[e];
-          ea[e] = k;
-          positive_el[e] = - positive_el[e];
-          el[e] = - el[e];
-          result_edge_occupation[e] = 1 - result_edge_occupation[e];
-        }
-      }
-    }
-  } while(s < 0);
-
-  delete[] positive_el;
-  delete[] dist;
-  delete[] edge_back;
-}
-
-int main(int argc, char **argv) {
-
-  if(argc < 2) {
-    cerr << argv[0] << " <graph file>" << endl;
-    exit(EXIT_FAILURE);
-  }
-
-  ifstream *file = new ifstream(argv[1]);
-
-  int nb_edges, nb_vertices;
-  int source, sink;
-
-  if(file->good()) {
-
-    (*file) >> nb_vertices >> nb_edges;
-    (*file) >> source >> sink;
-
-    cout << "INPUT nb_edges " << nb_edges << endl;
-    cout << "INPUT nb_vertices " << nb_vertices << endl;
-    cout << "INPUT source " << source << endl;
-    cout << "INPUT sink " << sink << endl;
-
-    scalar_t *el = new scalar_t[nb_edges];
-    int *ea = new int[nb_edges];
-    int *eb = new int[nb_edges];
-    int *edge_occupation = new int[nb_edges];
-
-    for(int e = 0; e < nb_edges; e++) {
-      (*file) >> ea[e] >> eb[e] >> el[e];
-      cout << "INPUT_EDGE " << ea[e] << " " << eb[e] << " " << el[e] << endl;
-    }
-
-    find_best_paths(nb_vertices, nb_edges, el, ea, eb, source, sink,
-                    edge_occupation);
-
-#ifdef VERBOSE
-    // Sanity check on the overall resulting score (the edge lengths
-    // have been changed, hence should be the opposite of the sum of
-    // the path lengths)
-    scalar_t s = 0;
-    for(int e = 0; e < nb_edges; e++) {
-      if(edge_occupation[e]) s += el[e];
-    }
-    cout << "RESULT_SANITY_CHECK_SCORE " << s << endl;
-#endif
-
-    for(int e = 0; e < nb_edges; e++) {
-      if(edge_occupation[e]) {
-        cout << "RESULT_OCCUPIED_EDGE " << ea[e] << " " << eb[e] << endl;
-      }
-    }
-
-    delete[] edge_occupation;
-    delete[] el;
-    delete[] ea;
-    delete[] eb;
-
-  } else {
-
-    cerr << "Can not open " << argv[1] << endl;
-
-    delete file;
-    exit(EXIT_FAILURE);
-
-  }
-
-  delete file;
-  exit(EXIT_SUCCESS);
-}
diff --git a/mtp.cc b/mtp.cc
index 94dde64..307da22 100644 (file)
--- a/mtp.cc
+++ b/mtp.cc
@@ -44,7 +44,7 @@ class Vertex;
 
 class Edge {
 public:
-  int occupied;
+  int id, occupied;
   scalar_t length, work_length;
   Vertex *terminal_vertex;
   Edge *next, *pred;
@@ -54,23 +54,23 @@ class Vertex {
 public:
   int id;
 
-  Edge *first_edge;
+  Edge *root_edge;
   scalar_t distance_from_source;
 
   Vertex *pred_vertex;
   Edge *pred_edge;
 
-  Vertex() { first_edge = 0; }
+  Vertex() { root_edge = 0; }
 
   inline void add_edge(Edge *e) {
-    e->next = first_edge;
+    e->next = root_edge;
     e->pred = 0;
-    if(first_edge) { first_edge->pred = e; }
-    first_edge = e;
+    if(root_edge) { root_edge->pred = e; }
+    root_edge = e;
   }
 
   inline void del_edge(Edge *e) {
-    if(e == first_edge) { first_edge = e->next; }
+    if(e == root_edge) { root_edge = e->next; }
     if(e->pred) { e->pred->next = e->next; }
     if(e->next) { e->next->pred = e->pred; }
   }
@@ -92,49 +92,22 @@ public:
 
   ~Graph();
 
-  void find_best_paths();
+  void find_best_paths(int *result_edge_occupation);
   void print();
-  void print_occupied_edges();
-  void dot_print();
 };
 
 void Graph::print() {
   for(int n = 0; n < nb_vertices; n++) {
-    for(Edge *e = vertices[n].first_edge; e; e = e->next) {
-      cout << n << " -> " << e->terminal_vertex->id << " " << e->length << endl;
-    }
-  }
-}
-
-void Graph::print_occupied_edges() {
-  for(int n = 0; n < nb_vertices; n++) {
-    for(Edge *e = vertices[n].first_edge; e; e = e->next) {
+    for(Edge *e = vertices[n].root_edge; e; e = e->next) {
+      cout << n << " -> " << e->terminal_vertex->id << " " << e->length;
       if(e->occupied) {
-        int a = n, b = e->terminal_vertex->id;
-        if(a > b) { int c = a; a = b; b = c; }
-        cout << a << " " << b << endl;
+        cout << " *";
       }
+      cout << endl;
     }
   }
 }
 
-void Graph::dot_print() {
-  cout << "digraph {" << endl;
-  cout << "  node[shape=circle];" << endl;
-  for(int n = 0; n < nb_vertices; n++) {
-    for(Edge *e = vertices[n].first_edge; e; e = e->next) {
-      int a = n, b = e->terminal_vertex->id;
-      if(e->occupied) {
-        int c = a; a = b; b = c;
-        cout << "  " << a << " -> " << b << " [style=bold,color=black,label=\"" << -e->length << "\"];" << endl;
-      } else {
-        cout << "  " << a << " -> " << b << " [color=gray,label=\"" << e->length << "\"];" << endl;
-      }
-    }
-  }
-  cout << "}" << endl;
-}
-
 Graph::Graph(int nb_vrt, int nb_edges,
              int *from, int *to, scalar_t *lengths,
              int src, int snk) {
@@ -153,6 +126,7 @@ Graph::Graph(int nb_vrt, int nb_edges,
   for(int e = 0; e < nb_edges; e++) {
     vertices[from[e]].add_edge(&edge_heap[e]);
     edge_heap[e].occupied = 0;
+    edge_heap[e].id = e;
     edge_heap[e].length = lengths[e];
     edge_heap[e].terminal_vertex = &vertices[to[e]];
   }
@@ -166,12 +140,12 @@ Graph::~Graph() {
 void Graph::initialize_work_lengths() {
   scalar_t length_min = 0;
   for(int n = 0; n < nb_vertices; n++) {
-    for(Edge *e = vertices[n].first_edge; e; e = e->next) {
+    for(Edge *e = vertices[n].root_edge; e; e = e->next) {
       length_min = min(e->length, length_min);
     }
   }
   for(int n = 0; n < nb_vertices; n++) {
-    for(Edge *e = vertices[n].first_edge; e; e = e->next) {
+    for(Edge *e = vertices[n].root_edge; e; e = e->next) {
       e->work_length = e->length - length_min;
     }
   }
@@ -180,7 +154,7 @@ void Graph::initialize_work_lengths() {
 void Graph::update_work_length() {
   for(int n = 0; n < nb_vertices; n++) {
     scalar_t d = vertices[n].distance_from_source;
-    for(Edge *e = vertices[n].first_edge; e; e = e->next) {
+    for(Edge *e = vertices[n].root_edge; e; e = e->next) {
       e->work_length += d - e->terminal_vertex->distance_from_source;
     }
   }
@@ -194,7 +168,7 @@ void Graph::find_shortest_path(Vertex **front, Vertex **new_front) {
 
 #ifdef DEBUG
   for(int n = 0; n < nb_vertices; n++) {
-    for(Edge *e = vertices[n].first_edge; e; e = e->next) {
+    for(Edge *e = vertices[n].root_edge; e; e = e->next) {
       if(e->work_length < 0) {
         cerr << "DEBUG error in find_shortest_path: Edge fixed lengths have to be positive."
              << endl;
@@ -218,7 +192,7 @@ void Graph::find_shortest_path(Vertex **front, Vertex **new_front) {
     new_front_size = 0;
     for(int f = 0; f < front_size; f++) {
       v = front[f];
-      for(Edge *e = v->first_edge; e; e = e->next) {
+      for(Edge *e = v->root_edge; e; e = e->next) {
         d = v->distance_from_source + e->work_length;
         tv = e->terminal_vertex;
         if(d < tv->distance_from_source) {
@@ -240,7 +214,7 @@ void Graph::find_shortest_path(Vertex **front, Vertex **new_front) {
   } while(front_size > 0);
 }
 
-void Graph::find_best_paths() {
+void Graph::find_best_paths(int *result_edge_occupation) {
   Vertex **front = new Vertex *[nb_vertices];
   Vertex **new_front = new Vertex *[nb_vertices];
 
@@ -277,23 +251,39 @@ void Graph::find_best_paths() {
     }
   } while(total_length < 0.0);
 
-  // // We put all occupied edges back to their original orientations
-  // for(int n = 0; n < nb_vertices; n++) {
-    // Vertex *v = &vertices[n];
-    // for(Edge *e = v->first_edge; e; e = e->next) {
-      // if(e->occupied) {
-        // e->terminal_vertex = v->pred_vertex;
-        // e->length = - e->length;
-        // e->work_length = 0;
-        // v->pred_vertex->del_edge(e);
-        // v->add_edge(e);
-      // }
-    // }
-  // }
-
-
   delete[] front;
   delete[] new_front;
+
+  for(int n = 0; n < nb_vertices; n++) {
+    Vertex *v = &vertices[n];
+    for(Edge *e = v->root_edge; e; e = e->next) {
+      result_edge_occupation[e->id] = e->occupied;
+    }
+  }
+}
+
+void find_best_paths(int nb_vertices,
+                     int nb_edges, int *ea, int *eb, scalar_t *el,
+                     int source, int sink,
+                     int *result_edge_occupation) {
+  Graph graph(nb_vertices, nb_edges, ea, eb, el, source, sink);
+  graph.find_best_paths(result_edge_occupation);
+}
+
+void dot_print(int nb_vertices,
+               int nb_edges, int *ea, int *eb, scalar_t *el,
+               int source, int sink,
+               int *edge_occupation) {
+  cout << "digraph {" << endl;
+  cout << "  node[shape=circle];" << endl;
+  for(int e = 0; e < nb_edges; e++) {
+    if(edge_occupation[e]) {
+      cout << "  " << ea[e] << " -> " << eb[e] << " [style=bold,color=black,label=\"" << el[e] << "\"];" << endl;
+    } else {
+      cout << "  " << ea[e] << " -> " << eb[e] << " [color=gray,label=\"" << el[e] << "\"];" << endl;
+    }
+  }
+  cout << "}" << endl;
 }
 
 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
@@ -315,32 +305,29 @@ int main(int argc, char **argv) {
     (*file) >> nb_vertices >> nb_edges;
     (*file) >> source >> sink;
 
-    // cout << "INPUT nb_edges " << nb_edges << endl;
-    // cout << "INPUT nb_vertices " << nb_vertices << endl;
-    // cout << "INPUT source " << source << endl;
-    // cout << "INPUT sink " << sink << endl;
-
-    scalar_t *el = new scalar_t[nb_edges];
-    int *ea = new int[nb_edges];
-    int *eb = new int[nb_edges];
+    scalar_t *edge_lengths = new scalar_t[nb_edges];
+    int *vertex_from = new int[nb_edges];
+    int *vertex_to = new int[nb_edges];
+    int *result_edge_occupation = new int[nb_edges];
 
     for(int e = 0; e < nb_edges; e++) {
-      (*file) >> ea[e] >> eb[e] >> el[e];
+      (*file) >> vertex_from[e] >> vertex_to[e] >> edge_lengths[e];
     }
 
-    // for(int e = 0; e < nb_edges; e++) {
-      // cout << "INPUT_EDGE " << ea[e] << " " << eb[e] << " " << el[e] << endl;
-    // }
-
-    Graph graph(nb_vertices, nb_edges, ea, eb, el, source, sink);
+    find_best_paths(nb_vertices, nb_edges,
+                    vertex_from, vertex_to, edge_lengths,
+                    source, sink,
+                    result_edge_occupation);
 
-    graph.find_best_paths();
-    // graph.print_occupied_edges();
-    graph.dot_print();
+    dot_print(nb_vertices, nb_edges,
+              vertex_from, vertex_to, edge_lengths,
+              source, sink,
+              result_edge_occupation);
 
-    delete[] el;
-    delete[] ea;
-    delete[] eb;
+    delete[] result_edge_occupation;
+    delete[] edge_lengths;
+    delete[] vertex_from;
+    delete[] vertex_to;
 
   } else {