src/xbt/graph.c

   1
   2
   3 /*      $Id$     */
   4
   5
   6 /* a generic graph library.                                                 */
   7
   8 /* Copyright (c) 2006 Darina Dimitrova, Arnaud Legrand.
   9    All rights reserved.                  */
  10
  11 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
  12  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
  13
  14 #include <stdlib.h>
  15 #include "xbt/sysdep.h"
  16 #include "xbt/log.h"
  17 #include "xbt/graph.h"
  18 #include "graph_private.h"
  19 #include "xbt/graphxml_parse.h"
  20 #include "xbt/dict.h"
  21
  22 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_SUBCATEGORY(graph,xbt,"Graph");
  23
  24 /** Constructor
  25  * \return a new graph
  26  */
  27 xbt_graph_t xbt_graph_new_graph(unsigned short int directed, void *data)
  28 {
  29   xbt_graph_t graph=NULL;
  30   graph=xbt_new0(struct xbt_graph,1);
  31   graph->directed=directed;
  32   graph->data=data;
  33   graph->nodes= xbt_dynar_new(sizeof(xbt_node_t), free);
  34   graph->edges= xbt_dynar_new(sizeof(xbt_edge_t), free);
  35
  36   return graph;
  37 }
  38
  39 xbt_node_t xbt_graph_new_node(xbt_graph_t g, void *data)
  40 {
  41   xbt_node_t node=NULL;
  42   node=xbt_new0(struct xbt_node,1);
  43   node->data=data;
  44   node->in=xbt_dynar_new(sizeof(xbt_node_t), free);
  45   node->out=xbt_dynar_new(sizeof(xbt_node_t), free);
  46   xbt_dynar_push(g->nodes,&node);
  47
  48   return node;
  49 }
  50
  51
  52 xbt_edge_t xbt_graph_new_edge(xbt_graph_t g,
  53                              xbt_node_t src, xbt_node_t dst, void *data)
  54 {
  55   xbt_edge_t edge=NULL;
  56
  57   edge=xbt_new0(struct xbt_edge,1);
  58   xbt_dynar_push(src->out,&edge);
  59   xbt_dynar_push(dst->in,&edge);
  60   edge->data=data;
  61   edge->src=src;
  62   edge->dst=dst;
  63   if(!g->directed)
  64    {
  65      xbt_dynar_push(src->in,&edge);
  66      xbt_dynar_push(dst->out,&edge);
  67    }
  68
  69  xbt_dynar_push(g->edges,&edge);
  70
  71  return edge;
  72 }
  73
  74
  75 /** Destructor
  76  * \param l poor victim
  77  *
  78  * Free the graph structure.
  79  */
  80 void xbt_graph_free_graph(xbt_graph_t g,
  81                           void node_free_function(void * ptr),
  82                           void edge_free_function(void * ptr),
  83                           void graph_free_function(void * ptr))
  84 {
  85   int cursor;
  86   xbt_node_t node=NULL;
  87
  88   xbt_dynar_foreach(g->nodes,cursor,node)
  89     xbt_graph_free_node(g,node,node_free_function);
  90
  91   xbt_assert0(!xbt_dynar_length(g->edges),
  92               "Damnit, there are some remaining edges!");
  93
  94   xbt_dynar_free(&(g->nodes));
  95   xbt_dynar_free(&(g->edges));
  96   fprintf(stderr,"%s","after free containers\n");
  97
  98
  99   return;
 100 }
 101
 102 void xbt_graph_free_node(xbt_graph_t g, xbt_node_t n, void free_function(void * ptr))
 103 {
 104   int cursor;
 105   xbt_node_t node=NULL;
 106
 107   if ((free_function)&&(n->data))
 108     free_function(n->data);
 109
 110   xbt_dynar_free_container(&(n->in));
 111
 112   xbt_dynar_free_container(&(n->out));
 113   xbt_dynar_foreach(g->nodes,cursor,node)
 114     {
 115       if (node==n)
 116         xbt_dynar_cursor_rm(g->nodes,&cursor);
 117
 118     }
 119   return;
 120
 121 }
 122 void xbt_graph_free_edge(xbt_graph_t g, xbt_edge_t e, void free_function(void * ptr))
 123 {
 124    int cursor=0;
 125    xbt_edge_t edge=NULL;
 126    xbt_node_t node=NULL;
 127    xbt_node_t temp=NULL;
 128
 129    if ((free_function)&&(e->data))
 130      free_function(e->data);
 131    xbt_dynar_foreach(g->nodes,cursor,node)
 132      {
 133        if (node==e->src)
 134          xbt_dynar_pop(node->out,temp);
 135        if (g->directed)
 136          xbt_dynar_pop(node->in,temp);
 137
 138      }
 139    node=NULL;
 140    cursor=0;
 141    xbt_dynar_foreach(g->nodes,cursor,node)
 142      {
 143         if (node==e->dst)
 144           xbt_dynar_pop(node->in,temp);
 145         if (g->directed)
 146           xbt_dynar_pop(node->out,temp);
 147
 148      }
 149    cursor=0;
 150    xbt_dynar_foreach(g->edges,cursor,edge)
 151      if (edge==e)
 152        {
 153          xbt_dynar_cursor_rm(g->edges,&cursor);
 154          break;
 155        }
 156
 157 }
 158
 159 xbt_dynar_t xbt_graph_get_nodes(xbt_graph_t g)
 160 {
 161   return g->nodes;
 162 }
 163 xbt_dynar_t xbt_graph_get_edges(xbt_graph_t g)
 164 {
 165   return g->edges;
 166 }
 167
 168 xbt_node_t xbt_graph_edge_get_source(xbt_edge_t e)
 169 {
 170
 171   return e->src;
 172 }
 173 xbt_node_t xbt_graph_edge_get_target(xbt_edge_t e)
 174 {
 175   return e->dst;
 176 }
 177 int xbt_get_node_index(xbt_graph_t g, xbt_node_t n)
 178 {
 179
 180   int cursor=0;
 181   xbt_node_t tmp;
 182   xbt_dynar_foreach(g->nodes,cursor,tmp)
 183     {
 184       if (tmp==n)
 185         break;
 186     }
 187   return (cursor-1);
 188 }
 189
 190 void  xbt_graph_edge_set_length(xbt_edge_t e, double length)
 191 {
 192   e->length=length;
 193
 194 }
 195 double xbt_graph_edge_get_length(xbt_edge_t e)
 196 {
 197   return e->length;
 198 }
 199
 200
 201 /*construct the adjacency matrix corresponding to a graph,
 202   the weights are the distances between nodes
 203  */
 204 double* xbt_graph_get_length_matrix(xbt_graph_t g)
 205 {
 206  fprintf(stderr,"%s","START GET LENGTHS\n" );
 207  int cursor = 0;
 208   int in_cursor = 0;
 209   int idx,i;
 210   unsigned long n;
 211   xbt_edge_t edge = NULL;
 212   xbt_node_t node;
 213   double* d=NULL;
 214
 215  # define D(u,v) d[(u)*n+(v)]
 216  n = xbt_dynar_length(g->nodes);
 217
 218   d = (double*)xbt_malloc(n*n*(sizeof(double)));
 219
 220   for (i=0;i<n*n;i++)
 221     {
 222           d[i]=-1.0;
 223     }
 224
 225
 226   xbt_dynar_foreach(g->nodes,cursor,node)
 227     {fprintf(stderr,"CURSOR:      %d\n",cursor );
 228       in_cursor=0;
 229       D(cursor-1,cursor-1)=0;
 230       xbt_dynar_foreach(node->in,in_cursor,edge)
 231         {fprintf(stderr,"EDGE IN:      %s\n",(char*)edge->data );
 232 fprintf(stderr,"EDGE DST:      %s\n",(char*)edge->dst->data );
 233           idx = xbt_get_node_index(g,edge->dst);
 234  fprintf(stderr,"IDX: %d\n",idx );
 235 fprintf(stderr,"EDGE ADR: %x\n",(int)edge );
 236 fprintf(stderr,"EDGE LENGTH: %le\n", edge->length );
 237           D(cursor-1,idx) = edge->length;
 238         }
 239     }
 240  fprintf(stderr,"BEFORE RETURN\n" );
 241
 242 # undef D
 243
 244 return d;
 245 }
 246
 247  /*  calculate all-pairs shortest paths */
 248 /*   the shortest distance between node  i and j are stocked in  distances[i][j] */
 249 void xbt_floyd_algorithm(xbt_graph_t g, double* adj,double* d,  xbt_node_t* p)
 250 {
 251   int i,j,k;
 252  unsigned long n;
 253  n = xbt_dynar_length(g->nodes);
 254
 255 # define D(u,v) d[(u)*n+(v)]
 256 # define P(u,v) p[(u)*n+(v)]
 257
 258
 259
 260   for(i=0;i<n*n;i++)
 261     {
 262       d[i]=adj[i];
 263     }
 264   for(i=0;i<n;i++)
 265     {
 266       for(j=0;j<n;j++)
 267         {
 268           if(D(i,j)!=-1) P(i,j)=xbt_dynar_get_ptr (g->nodes,i) ;
 269         }
 270     }
 271
 272   for(k=0;k<n;k++)
 273     {
 274       for(i=0;i<n;i++)
 275         {
 276           for(j=0;j<n;j++)
 277             {
 278               if((D(i,k)!=-1) && (D(k,j)!=-1))
 279                 {
 280                   if((D(i,j)==-1) || (D(i,j) > D(i,k)+D(k,j)))
 281                     {
 282                       D(i,j) = D(i,k)+D(k,j) ;
 283                       P(i,j) = P(k,j);
 284                     }
 285                 }
 286             }
 287         }
 288     }
 289 # undef P
 290 # undef D
 291 }
 292
 293 /*computes all-pairs shortest paths*/
 294 xbt_node_t* xbt_graph_shortest_paths(xbt_graph_t g)
 295 {
 296   xbt_node_t* p;
 297  xbt_node_t* r;
 298  int i,j,k;
 299  unsigned long  n;
 300
 301   double* adj=NULL;
 302  double* d=NULL;
 303
 304 # define P(u,v) p[(u)*n+(v)]
 305 # define R(u,v) r[(u)*n+(v)]
 306
 307  n = xbt_dynar_length(g->nodes);
 308  adj= xbt_graph_get_length_matrix(g);
 309  xbt_floyd_algorithm(g,adj,d,p);
 310
 311  for(i=0;i<n;i++)
 312    {
 313      for(j=0;j<n;j++)
 314        {
 315          k=j;
 316          while((P(i,k))&&( xbt_get_node_index(g,P(i,k))!=i))
 317            {
 318              k =  xbt_get_node_index(g,P(i,k));
 319            }
 320          if(P(i,j))
 321            {
 322              R(i,j)=(xbt_node_t)xbt_dynar_get_ptr(g->nodes,k);
 323            }
 324        }
 325    }
 326 # undef R
 327 # undef P
 328
 329    xbt_free(d);
 330    xbt_free(p);
 331  return r;
 332 }
 333
 334 static xbt_graph_t parsed_graph=NULL;
 335 static xbt_dict_t parsed_nodes=NULL;
 336 static xbt_dict_t parsed_edges=NULL;
 337
 338
 339 static void  __parse_graph_begin(void)
 340 {
 341   DEBUG0("<graph>");
 342 }
 343 static void  __parse_graph_end(void)
 344 {
 345   DEBUG0("</graph>");
 346 }
 347
 348 static void __parse_node(void)
 349 {
 350  xbt_node_t node= xbt_graph_new_node(parsed_graph,(void*)A_graphxml_node_name);
 351
 352  xbt_dict_set( parsed_nodes,A_graphxml_node_name, (void *)node, free);
 353
 354  DEBUG1("<node label=\"%s\"/>",(char*)(node->data));
 355 }
 356 static void __parse_edge(void)
 357 {
 358    xbt_edge_t edge= xbt_graph_new_edge(parsed_graph,
 359                                        xbt_dict_get(parsed_nodes,
 360                                        A_graphxml_edge_source),
 361                                        xbt_dict_get(parsed_nodes,
 362                                        A_graphxml_edge_target),
 363                                        (void*) A_graphxml_edge_name);
 364
 365  xbt_dict_set( parsed_edges,A_graphxml_edge_name, (void *)edge, free);
 366  xbt_graph_edge_set_length(edge,atof(A_graphxml_edge_length));
 367
 368   DEBUG4("<edge name=\"%s\"  source=\"%s\" target=\"%s\" length=\"%f\"/>",
 369          (char*)edge->data,
 370          (char*)(edge->src)->data,
 371          (char*)(edge->dst)->data,
 372          xbt_graph_edge_get_length(edge));
 373 }
 374
 375 xbt_graph_t xbt_graph_read(const char *filename)
 376 {
 377   xbt_graph_t graph = xbt_graph_new_graph(1,NULL);
 378
 379   parsed_graph = graph;
 380   parsed_nodes= xbt_dict_new();
 381   parsed_edges= xbt_dict_new();
 382
 383
 384   xbt_graph_parse_reset_parser();
 385
 386   STag_graphxml_graph_fun = __parse_graph_begin;
 387   ETag_graphxml_graph_fun = __parse_graph_end;
 388   ETag_graphxml_node_fun = __parse_node;
 389   ETag_graphxml_edge_fun = __parse_edge;
 390
 391
 392   xbt_graph_parse_open(filename);
 393   xbt_assert1((!xbt_graph_parse()),"Parse error in %s",filename);
 394   xbt_graph_parse_close();
 395
 396   parsed_graph = NULL;
 397   return graph;
 398 }
 399 void xbt_graph_export_surfxml(xbt_graph_t g,
 400                               const char *filename,
 401                               const char *(node_name)(xbt_node_t),
 402                               const char *(edge_name)(xbt_edge_t)
 403                               )
 404 {
 405
 406 }
 407
 408 /* ./xbt/graphxml_usage xbt/graph.xml --xbt-log=graph.thres=debug */