[英]Dijkstra graph with a table of weights on each edge
我有一个提升图,每个边都有多个权重(想象一天中每小时有一组权重)。 这些权重值中的每一个都存储在一个 propretyEdge 类中:
class propretyEdge {
std::map<std::string,double> weights; // Date indexed
}
我用这些属性创建了一个图表,然后用正确的值填充它。 现在的问题是我想在图上的一组特定权重上启动 Dijkstra 算法:例如,一个函数可能是:
void Dijkstra (string date, parameters ... )
那将使用
weights[date]
图的每个边的值。
我一遍又一遍地阅读文档,但我无法清楚地了解我必须做什么。 我肯定需要写这样的东西,但我不知道要开始:
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)
);
感谢您的帮助。
编辑
感谢Sehe的精彩回答,我能够在 MacOS 和 Ubuntu 上做我想做的事。
但是当我们尝试在Visual Studio 2012上编译这段代码时,VS似乎不太擅长理解boost的指针函数。 所以我们修改了 Sehe 的部分:
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);
经过 :
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));
其优点是不使用指针函数。
由于在另一个答案中回答了这个问题显然不是很清楚,我会解释一下。
您真正需要的是一个自定义的weight_map
参数,它是“有状态的”并且可以为给定日期选择某个值。
您可以随心所欲地使它变得复杂¹,因此您甚至可以在给定未知日期的情况下内插/外推一个权重²,但为了演示目的,让我们保持简单。
让我们定义图形类型(大致)如上:
struct propretyEdge {
std::map<std::string, double> weights; // Date indexed
};
using Graph = adjacency_list<vecS, vecS, directedS, no_property, propretyEdge>;
现在,让我们生成一个随机图,其中包含 3 个不同日期的随机权重:
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);
并且,跳到目标:
for (std::string const& date : { "2014-01-01", "2014-02-01", "2014-03-01" }) {
Dijkstra(date, g, 0);
}
}
现在你如何实现Dijkstra(...)
? 从文档示例中收集,你会做类似的事情
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))
);
现在唯一不清楚的地方应该是dated_weight_map
。
正如我在链接中显示的那样,一个图 BOOST 是否可以有多个边权重属性图? ,您可以拥有各种属性映射³,包括调用用户定义的函数。 这是缺失的部分:
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);
我希望到目前为止,问题中的对应关系以及链接问题的答案是清楚的。 剩下要做的就是在一张漂亮的图片中发布完整的实时样本和结果:
#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);
}
}
输出,例如
¹只要您保留您正在调用的算法所需的不变量。 特别是,在给定相同的边缘的情况下,您必须在执行期间始终如一地返回相同的权重。 此外,某些算法不支持负权重等。
² 我强烈建议在这种情况下使用 Boost ICL interval_map
但我离题了
³ 另请参阅将设置/获取请求映射到 C++ 类/结构更改
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