Граф Дейкстры с таблицей весов на каждом ребре
У меня есть график повышения с несколькими весами для каждого ребра (представьте один набор весов в час дня). Каждое из этих весовых значений хранится в классе propretyEdge:
class propretyEdge {
std::map<std::string,double> weights; // Date indexed
}
Я создал график с этими свойствами, а затем заполнил его правильными значениями. Теперь проблема в том, что я хочу запустить алгоритм Дейкстры для определенного набора весов на графике: например, функция, которая может быть:
void Dijkstra (string date, parameters ... )
Что бы использовать
weights[date]
значение для каждого края графа.
Я перечитывал документацию снова и снова, и у меня не было четкого представления о том, что я должен делать. Мне, конечно, нужно написать что-то вроде этого, но я понятия не имею, с чего начать
boost::dijkstra_shortest_paths (
(*graph_m),
vertex_origin_num_l,
// weight_map (get (edge_weight, (*graph_m)))
// predecessor_map(boost::make_iterator_property_map(predecessors.begin(), get(boost::vertex_index, (*graph_m)))).
// distance_map(boost::make_iterator_property_map(distances.begin (), get(vertex_index,(*graph_m) )))
predecessor_map(predecessorMap).
distance_map(distanceMap)
);
Спасибо за помощь.
редактировать
Благодаря замечательному ответу Sehe я смог сделать именно то, что хотел на MacOS и Ubuntu.
Но когда мы попытались скомпилировать этот фрагмент кода в Visual Studio 2012, оказалось, что VS не очень хорошо понимал функцию указателя boost. Итак, мы изменили часть Сехе:
auto dated_weight_f = [&](Graph::edge_descriptor ed) {
return g[ed].weights.at(date);
};
auto dated_weight_map = make_function_property_map<Graph::edge_descriptor, double>(dated_weight_f);
от:
class dated_weight_f {
public:
dated_weight_f(Graph* graph_p,std::string date_p){
graph_m=graph_p;
date_m=date_p;
}
typedef double result_type;
result_type operator()(Edge edge_p) const{
return (*graph_m)[edge_p].weights.at(date_m);
}
private:
Graph* graph_m;
std::string date_m;
};
const auto dated_weight_map = make_function_property_map<Edge>(dated_weight_f(graph_m,date_l));
Который имел преимущество в том, что не использовал функцию указателя.
1 ответ
Поскольку, очевидно, не сразу ясно, что ответ на этот вопрос в другом ответе, я объясню.
Все, что вам действительно нужно, это обычай weight_map параметр, который является "с состоянием" и может выбрать определенное значение для данной даты.
Вы можете сделать это настолько сложным, насколько пожелаете so, так что вы можете даже интерполировать / экстраполировать вес, учитывая неизвестную дату ², но давайте для целей этой демонстрации сделаем это простым.
Давайте определим тип графика (примерно) как указано выше:
struct propretyEdge {
std::map<std::string, double> weights; // Date indexed
};
using Graph = adjacency_list<vecS, vecS, directedS, no_property, propretyEdge>;
Теперь давайте сгенерируем случайный граф со случайными весами для 3 разных дат:
int main() {
Graph g;
std::mt19937 prng { std::random_device{}() };
generate_random_graph(g, 8, 12, prng);
uniform_real<double> weight_dist(10,42);
for (auto e : make_iterator_range(edges(g)))
for (auto&& date : { "2014-01-01", "2014-02-01", "2014-03-01" })
g[e].weights[date] = weight_dist(prng);
И, прыгнув к цели:
for (std::string const& date : { "2014-01-01", "2014-02-01", "2014-03-01" }) {
Dijkstra(date, g, 0);
}
}
Теперь, как вы реализуете Dijkstra(...)? Исходя из примера документации, вы бы сделали что-то вроде
void Dijkstra(std::string const& date, Graph const& g, int vertex_origin_num_l = 0) {
// magic postponed ...
std::vector<Graph::vertex_descriptor> p(num_vertices(g));
std::vector<double> d(num_vertices(g));
std::vector<default_color_type> color_map(num_vertices(g));
boost::typed_identity_property_map<Graph::vertex_descriptor> vid; // T* property maps were deprecated
dijkstra_shortest_paths(g, vertex_origin_num_l,
weight_map(dated_weight_map).
predecessor_map(make_iterator_property_map(p.data(), vid)).
distance_map(make_iterator_property_map(d.data(), vid)).
color_map(make_iterator_property_map(color_map.data(), vid))
);
Теперь единственный неясный момент здесь должен быть dated_weight_map,
Введите Boost Property Maps
Как я показал в связи, возможно ли иметь несколько карт свойств веса ребер для одного графика BOOST?, вы можете иметь все виды карт свойств ³, включая вызов пользовательских функций. Это недостающий кусок:
auto dated_weight_f = [&](Graph::edge_descriptor ed) {
return g[ed].weights.at(date);
};
auto dated_weight_map = make_function_property_map<Graph::edge_descriptor, double>(dated_weight_f);
Вуаля: сделано
Я надеюсь, что к настоящему времени соответствие в вопросе, а также ответ на связанный вопрос ясны. Все, что осталось сделать, это опубликовать полную живую выборку и результат в красивой картине:
#include <boost/property_map/property_map.hpp>
#include <boost/property_map/function_property_map.hpp>
#include <boost/property_map/property_map_iterator.hpp>
#include <random>
#include <boost/graph/random.hpp>
#include <boost/graph/adjacency_list.hpp>
#include <boost/graph/dijkstra_shortest_paths.hpp>
#include <fstream>
using namespace boost;
struct propretyEdge {
std::map<std::string, double> weights; // Date indexed
};
using Graph = adjacency_list<vecS, vecS, directedS, no_property, propretyEdge>;
void Dijkstra(std::string const& date, Graph const& g, int vertex_origin_num_l = 0) {
auto dated_weight_f = [&](Graph::edge_descriptor ed) {
return g[ed].weights.at(date);
};
auto dated_weight_map = make_function_property_map<Graph::edge_descriptor, double>(dated_weight_f);
std::vector<Graph::vertex_descriptor> p(num_vertices(g));
std::vector<double> d(num_vertices(g));
std::vector<default_color_type> color_map(num_vertices(g));
boost::typed_identity_property_map<Graph::vertex_descriptor> vid; // T* property maps were deprecated
dijkstra_shortest_paths(g, vertex_origin_num_l,
weight_map(dated_weight_map).
predecessor_map(make_iterator_property_map(p.data(), vid)).
distance_map(make_iterator_property_map(d.data(), vid)).
color_map(make_iterator_property_map(color_map.data(), vid))
);
std::cout << "distances and parents for '" + date + "':" << std::endl;
for (auto vd : make_iterator_range(vertices(g)))
{
std::cout << "distance(" << vd << ") = " << d[vd] << ", ";
std::cout << "parent(" << vd << ") = " << p[vd] << std::endl;
}
std::cout << std::endl;
std::ofstream dot_file("dijkstra-eg-" + date + ".dot");
dot_file << "digraph D {\n"
" rankdir=LR\n"
" size=\"6,4\"\n"
" ratio=\"fill\"\n"
" graph[label=\"shortest path on " + date + "\"];\n"
" edge[style=\"bold\"]\n"
" node[shape=\"circle\"]\n";
for (auto ed : make_iterator_range(edges(g))) {
auto u = source(ed, g),
v = target(ed, g);
dot_file
<< u << " -> " << v << "[label=\"" << get(dated_weight_map, ed) << "\""
<< (p[v] == u?", color=\"black\"" : ", color=\"grey\"")
<< "]";
}
dot_file << "}";
}
int main() {
Graph g;
std::mt19937 prng { std::random_device{}() };
generate_random_graph(g, 8, 12, prng);
uniform_real<double> weight_dist(10,42);
for (auto e : make_iterator_range(edges(g)))
for (auto&& date : { "2014-01-01", "2014-02-01", "2014-03-01" })
g[e].weights[date] = weight_dist(prng);
for (std::string const& date : { "2014-01-01", "2014-02-01", "2014-03-01" }) {
Dijkstra(date, g, 0);
}
}
Выход, например
Keep Пока вы сохраняете инварианты, требуемые алгоритмом, который вы вызываете. В частности, вы должны последовательно возвращать один и тот же вес во время выполнения, учитывая то же преимущество. Кроме того, некоторые алгоритмы не поддерживают отрицательный вес и т. Д.
² Я бы настоятельно рекомендовал использовать Boost ICL interval_map в таком случае но я отвлекся
³ см. Также карту set/get request в C++ изменения классов / структуры