Поиск всех циклов ориентированного графа

  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
#include <iostream>
#include <fstream>
#include <vector>
#include <string>
using namespace std;
/*
// Структура описывающая ребро графа
*/
struct Edge
{
int v, w; // вершины
Edge( int v = -1, int w = -1 ) : v(v), w(w) { }
};
/*
// Представление графа как матрицы смежностей
*/
class DenseGraph
{
int Vcnt, Ecnt; // количество вершин и количество ребер
bool digraph; // является ли орграфом
vector< vector<bool> > adj; // собственно матрица
public:
DenseGraph( int V, bool digraph = false ) :
adj(V), Vcnt(V), Ecnt(0), digraph(digraph)
{
for ( int i = 0; i < V; i++ )
adj[i].assign(V, false);
}
DenseGraph( char * file, bool digraph = false );
int V() const { return Vcnt; }
int E() const { return Ecnt; }
bool directed() const { return digraph; }
void insert( Edge e )
{
int v = e.v, w = e.w;
if ( adj[v][w] == false ) Ecnt++;
adj[v][w] = true;
if ( !digraph ) adj[w][v] = true;
}
void remove( Edge e )
{
int v = e.v, w = e.w;
if ( adj[v][w] == true ) Ecnt--;
adj[v][w] = false;
if ( !digraph ) adj[w][v] = false;
}
bool edge( int v, int w )
{
return adj[v][w];
}
};
void deletespaces( string & str )
{
int index;
while ( (index = str.find(" ")) != string::npos )
str.erase(index, 1);
}
DenseGraph::DenseGraph( char * file, bool digraph )
{
string s, sum;
int vCnt = 0;
// Получаем количество вершин в графе, а за одно
// аккумулируем строки матрицы в одну строку
ifstream in( file );
if ( !in ) return;
while ( !in.eof() ) {
std::getline(in, s);
deletespaces(s);
sum += s;
vCnt++;
}
in.close();
// инициализируем параметры графа
Vcnt = vCnt;
Ecnt = 0;
this->digraph = digraph;
adj.assign(vCnt, vector<bool>(vCnt, false));
// Заполняем граф по матрице смежностей
int idx = 0;
for ( int i = 0; i < vCnt; i++ )
for( int j = 0; j < vCnt; j++ ) {
if ( sum[idx] == '1' )
insert( Edge(i, j) );
idx++;
}
}
/*
// Возвращает все ребра графа в виде вектора
*/
template <class Graph>
vector< Edge > edges( Graph & G )
{
int E = 0;
vector< Edge > a( G.E() );
for ( int v = 0; v < G.V(); v++ )
{
typename Graph::adjIterator A(G, v);
for ( int w = A.begin(); !A.end(); w = A.next() )
if ( G.directed() || v < w )
a[E++] = Edge(v, w);
}
return a;
}
template <class Graph>
vector< Edge > edges( Graph & G, int v )
{
vector< Edge > egs;
for ( int i = 0; i < G.V(); i++ )
if ( G.edge(v, i) ) egs.push_back( Edge(v, i) );
return egs;
}
/*
// Находит все циклы орграфа
*/
template <class Graph> class CYCLES
{
Graph & G;
vector< int > cycle; // текущий цикл
vector< vector<int> > cls; // все найденые циклы
bool used( int v )
{
vector< int >::iterator p = cycle.begin() + 1;
for ( ; p != cycle.end(); p++ )
if ( *p == v ) return true;
return false;
}
void go( int curV, int endV = -1 )
{
cycle.push_back(curV);
if ( curV == endV ) {
cls.push_back(cycle);
} else {
vector< Edge > egs = edges(G, curV);
vector< Edge >::iterator p = egs.begin();
for ( ; p != egs.end(); p++ )
if ( endV == -1 )
go(p->w, curV);
else if ( p->w != p->v && !used(p->w) )
go(p->w, endV);
}
cycle.pop_back();
}
public:
CYCLES( Graph & G ) : G(G)
{ for ( int i = 0; i < G.V(); i++ ) go(i); }
void printCycles()
{
vector< vector<int> >::iterator p = cls.begin();
for ( ; p != cls.end(); p++ ) {
vector< int >::iterator cl = p->begin();
for ( ; cl != p->end(); cl++ )
cout << *cl << "->";
cout << endl;
}
}
};
int main()
{
DenseGraph m_Graph( "in.txt", true );
CYCLES<DenseGraph> sc(m_Graph);
sc.printCycles();
system("PAUSE");
return 0;
}