Форум программистов, компьютерный форум CyberForum.ru

С++ для начинающих

Войти
Регистрация
Восстановить пароль
 
r4zieL
15 / 15 / 1
Регистрация: 24.01.2010
Сообщений: 46
#1

Центральность графа (переделка с C#) - C++

08.07.2010, 14:18. Просмотров 769. Ответов 3
Метки нет (Все метки)

У меня есть алгоритм, по которому надо найти промежуточную центральность каждой вершины графа (если дана матрица смежности).
Brandes.pdf (стр 10). Я нашел
реализацию алгоритма на C#
C#
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
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
//  Copyright (c) Microsoft Corporation.  All rights reserved.
 
using System;
using System.ComponentModel;
using System.Collections.Generic;
using System.Diagnostics;
using Microsoft.NodeXL.Core;
 
namespace Microsoft.NodeXL.ExcelTemplate
{
//*****************************************************************************
//  Class: BetweennessCentralityCalculator
//
/// <summary>
/// Calculates the betweenness centrality for each of the graph's vertices.
/// </summary>
///
/// <remarks>
/// The algorithm used to calculate betweenness centrality is taken from the
/// paper "A Faster Algorithm for Betweenness Centrality," by Ulrik Brandes.
/// The paper can be found here:
///
/// <para>
/// [url]http://www.inf.uni-konstanz.de/algo/publications/b-fabc-01.pdf[/url]
/// </para>
///
/// <para>
/// According to the paper, the algorithm works even if the graph has
/// self-loops and multiple edges.
/// </para>
///
/// </remarks>
//*****************************************************************************
 
public class BetweennessCentralityCalculator : GraphMetricCalculatorBase
{
    //*************************************************************************
    //  Constructor: BetweennessCentralityCalculator()
    //
    /// <summary>
    /// Initializes a new instance of the <see
    /// cref="BetweennessCentralityCalculator" /> class.
    /// </summary>
    //*************************************************************************
 
    public BetweennessCentralityCalculator()
    {
        // (Do nothing.)
 
        AssertValid();
    }
 
    //*************************************************************************
    //  Property: GraphMetricDescription
    //
    /// <summary>
    /// Gets a description of the graph metrics calculated by the
    /// implementation.
    /// </summary>
    ///
    /// <value>
    /// A description suitable for use within the sentence "Calculating
    /// [GraphMetricDescription]."
    /// </value>
    //*************************************************************************
 
    public override String
    GraphMetricDescription
    {
        get
        {
            AssertValid();
 
            return ("betweenness centralities");
        }
    }
 
    //*************************************************************************
    //  Method: CalculateGraphMetrics()
    //
    /// <summary>
    /// Calculates a set of one or more related metrics.
    /// </summary>
    ///
    /// <param name="graph">
    /// The graph to calculate metrics for.  The graph may contain duplicate
    /// edges and self-loops.
    /// </param>
    ///
    /// <param name="calculateGraphMetricsContext">
    /// Provides access to objects needed for calculating graph metrics.
    /// </param>
    ///
    /// <returns>
    /// An array of GraphMetricColumn objects, one for each related metric
    /// calculated by this method.
    /// </returns>
    ///
    /// <remarks>
    /// This method should periodically check BackgroundWorker.<see
    /// cref="BackgroundWorker.CancellationPending" />.  If true, the method
    /// should set DoWorkEventArgs.<see cref="CancelEventArgs.Cancel" /> to
    /// true and return null immediately.
    ///
    /// <para>
    /// It should also periodically report progress by calling the
    /// BackgroundWorker.<see
    /// cref="BackgroundWorker.ReportProgress(Int32, Object)" /> method.  The
    /// userState argument must be a <see cref="GraphMetricProgress" /> object.
    /// </para>
    ///
    /// <para>
    /// Calculated metrics for hidden rows are ignored by the caller, because
    /// Excel misbehaves when values are written to hidden cells.
    /// </para>
    ///
    /// </remarks>
    //*************************************************************************
 
    public override GraphMetricColumn []
    CalculateGraphMetrics
    (
        IGraph graph,
        CalculateGraphMetricsContext calculateGraphMetricsContext
    )
    {
        Debug.Assert(graph != null);
        Debug.Assert(calculateGraphMetricsContext != null);
        AssertValid();
 
        if (!calculateGraphMetricsContext.GraphMetricUserSettings.
            CalculateBetweennessCentrality)
        {
            return ( new GraphMetricColumn[0] );
        }
 
        IVertexCollection oVertices = graph.Vertices;
        Int32 iVertices = oVertices.Count;
 
        Boolean bGraphIsDirected =
            (graph.Directedness == GraphDirectedness.Directed);
 
        BackgroundWorker oBackgroundWorker =
            calculateGraphMetricsContext.BackgroundWorker;
 
        // Note: The variable names and some of the comments below are those
        // used in Alogorithm 1 of the paper "A Faster Algorithm for
        // Betweenness Centrality," by Ulrik Brandes.
 
        // The key is an IVertex.ID and the value is the corresponding
        // betweenness centrality.
 
        Dictionary<Int32, Single> Cb = new Dictionary<Int32, Single>();
 
        foreach (IVertex oVertex in oVertices)
        {
            Cb.Add(oVertex.ID, 0);
        }
 
        // These objects are created once and cleared before the betweenness
        // centrality for each vertex is calculated.  For the dictionaries, the
        // key is an IVertex.ID.
 
        Stack<IVertex> S = new Stack<IVertex>();
 
        // The LinkedList elements within P are created on demand.
 
        Dictionary< Int32, LinkedList<IVertex> > P =
            new Dictionary< Int32, LinkedList<IVertex> >();
 
        Dictionary<Int32, Int32> sigma = new Dictionary<Int32, Int32>();
        Dictionary<Int32, Int32> d = new Dictionary<Int32, Int32>();
        Queue<IVertex> Q = new Queue<IVertex>();
        Dictionary<Int32, Single> delta = new Dictionary<Int32, Single>();
 
        Int32 iCalculations = 0;
        Single MaximumCb = 0;
 
        foreach (IVertex s in oVertices)
        {
            // Check for cancellation and report progress every
            // VerticesPerProgressReport calculations.
 
            if (iCalculations % VerticesPerProgressReport == 0)
            {
                if (oBackgroundWorker.CancellationPending)
                {
                    calculateGraphMetricsContext.DoWorkEventArgs.Cancel = true;
 
                    return (null);
                }
 
                ReportProgress(iCalculations, iVertices, oBackgroundWorker);
            }
 
            S.Clear();
            P.Clear();
            sigma.Clear();
            d.Clear();
            Q.Clear();
            delta.Clear();
 
            foreach (IVertex oVertex in oVertices)
            {
                sigma.Add(oVertex.ID, 0);
                d.Add(oVertex.ID, -1);
                delta.Add(oVertex.ID, 0);
            }
 
            sigma[s.ID] = 1;
            d[s.ID] = 0;
            Q.Enqueue(s);
 
            while (Q.Count > 0)
            {
                IVertex v = Q.Dequeue();
                S.Push(v);
 
                foreach (IVertex w in v.AdjacentVertices)
                {
                    // w found for the first time?
 
                    if (d[w.ID] < 0)
                    {
                        Q.Enqueue(w);
                        d[w.ID] = d[v.ID] + 1;
                    }
 
                    // Shortest path to w via v?
 
                    if (d[w.ID] == d[v.ID] + 1)
                    {
                        sigma[w.ID] += sigma[v.ID];
 
                        LinkedList<IVertex> PofW;
 
                        if ( !P.TryGetValue(w.ID, out PofW) )
                        {
                            PofW = new LinkedList<IVertex>();
                            P.Add(w.ID, PofW);
                        }
 
                        PofW.AddLast(v);
                    }
                }
            }
 
            // S returns vertices in order of non-increasing distance from s.
 
            while (S.Count > 0)
            {
                IVertex w = S.Pop();
 
                LinkedList<IVertex> PofW;
 
                if ( P.TryGetValue(w.ID, out PofW) )
                {
                    foreach (IVertex v in PofW)
                    {
                        Debug.Assert(sigma[w.ID] != 0);
 
                        delta[v.ID] +=
                            ( (Single)sigma[v.ID] / (Single)sigma[w.ID] )
                            * ( 1.0F + delta[w.ID] );
                    }
                }
 
                if (w.ID != s.ID)
                {
                    Single CbOfW = Cb[w.ID] + delta[w.ID];
                    MaximumCb = Math.Max(MaximumCb, CbOfW);
                    Cb[w.ID] = CbOfW;
                }
            }
 
            iCalculations++;
        }
 
        // As noted in the Brandes paper, "the centrality scores need to be
        // divided by two if the graph is undirected, since all shortest paths
        // are considered twice."
        //
        // (Because the calculated centralities are normalized below, this
        // actually has no effect.  The divide-by-two code is included in case
        // normalization is removed in the future.)
 
        if (!bGraphIsDirected)
        {
            MaximumCb /= 2.0F;
        }
 
        // Transfer the betweenness centralities to an array of
        // GraphMetricValue objects.
 
        List<GraphMetricValueWithID> oGraphMetricValues =
            new List<GraphMetricValueWithID>();
 
        foreach (IVertex oVertex in oVertices)
        {
            // Try to get the row ID stored in the worksheet.
 
            Int32 iRowID;
 
            if ( TryGetRowID(oVertex, out iRowID) )
            {
                Single ThisCb = Cb[oVertex.ID];
 
                if (!bGraphIsDirected)
                {
                    ThisCb /= 2.0F;
                }
 
                if (MaximumCb != 0)
                {
                    // Normalize the value.
 
                    ThisCb /= MaximumCb;
                }
 
                oGraphMetricValues.Add(
                    new GraphMetricValueWithID(iRowID, ThisCb) );
            }
        }
 
        return ( new GraphMetricColumn [] {
            new GraphMetricColumnWithID( WorksheetNames.Vertices,
                TableNames.Vertices,
                VertexTableColumnNames.BetweennessCentrality,
                VertexTableColumnWidths.BetweennessCentrality,
                NumericFormat, null, oGraphMetricValues.ToArray()
                ) } );
    }
 
 
    //*************************************************************************
    //  Method: AssertValid()
    //
    /// <summary>
    /// Asserts if the object is in an invalid state.  Debug-only.
    /// </summary>
    //*************************************************************************
 
    // [Conditional("DEBUG")]
 
    public override void
    AssertValid()
    {
        base.AssertValid();
 
        // (Do nothing else.)
    }
 
 
    //*************************************************************************
    //  Protected constants
    //*************************************************************************
 
    /// Number of vertices that are processed before progress is reported and
    /// the cancellation flag is checked.
 
    protected const Int32 VerticesPerProgressReport = 100;
 
    /// Number format for the column.
 
    protected const String NumericFormat = "0.000";
 
 
    //*************************************************************************
    //  Protected fields
    //*************************************************************************
 
    // (None.)
}
 
}
, но мне его так и не удалось запустить, из-за каких-то непонятных библиотек. Собственно, вот мой код на с++:
C++
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
#include <fstream>
#include <iostream>
 
#include <stack>
#include <vector>
#include <queue>
#include <map>
 
#include <boost\foreach.hpp>
#define foreach BOOST_FOREACH
 
using namespace std;
 
void Erase(queue<int> A)
{
    while(!A.empty())
        A.pop();
}
void Erase(stack<int> A)
{
    while(!A.empty())
        A.pop();
}
 
int main()
{
    int size = 4;
    double* Cb = new double[size];
    int **Adj;
    Adj = new int *[size];
    for(int i  = 0; i<size; i++)
    {
        Adj[i]=new int[size];
    }
    Adj[0][0]=0; Adj[0][1]=1;Adj[0][2]=0; Adj[0][3]=1;
    Adj[1][0]=1; Adj[1][2]=0;Adj[1][2]=1; Adj[1][3]=0;
    Adj[2][0]=0; Adj[2][1]=1;Adj[2][2]=0; Adj[2][3]=1;
    Adj[3][0]=1; Adj[3][2]=0;Adj[3][2]=1; Adj[3][3]=0;
    for (int i = 0; i<size; i++)
    {
        Cb[i]=0;
    }
 
    // These objects are created once and cleared before the betweenness
    // centrality for each vertex is calculated.  For the dictionaries, the
    // key is an IVertex.ID.
 
    stack<int> S;
 
    // The LinkedList elements within P are created on demand.
 
    map<int,vector<int>> P;
 
    map<int,double> sigma;
    map<int,int> d;
    queue<int> Q;
    map<int,double> delta;
 
    int iCalculations = 0;
    float MaximumCb = 0;
 
    for( int s = 0; s<size; s++ )
    {
        Erase(S);
        P.clear();
        sigma.clear();
        d.clear();
        delta.clear();
        Erase(Q);
        for (int t = 0; t<size; t++)
        {
            sigma[t]=0.0;
            d[t]=-1;
            delta[t]=0.0;
        }
 
        sigma[s] = 1.0;
        d[s] = 0;
        Q.push(s);
 
        while (!Q.empty())
        {
            int v = Q.front();
            Q.pop();
            S.push(v);
 
            for (int w = 0; w<size; w++)
            {
                if(Adj[v][w]>0)
                {
                    // w found for the first time?
 
                    if (d[w] < 0)
                    {
                        Q.push(w);
                        d[w] = d[v] + 1;
                    }
 
                    // Shortest path to w via v?
 
                    if (d[w] == d[v] + 1)
                    {
                        sigma[w] += sigma[v];
                        vector<int> PofW;
 
                        PofW.push_back(v);
                        P[w]=PofW;
                    }
                }
            }
        }
 
        // S returns vertices in order of non-increasing distance from s.
 
        while (!S.empty())
        {
            int w = S.top();
            S.pop();
            vector<int> PofW;
            int i = 0;
            PofW=P[w];
            foreach(int v,PofW)
            {
                delta[v] +=(sigma[v] /sigma[w] )* ( 1.0 + delta[w] );
            }
            if (w != s)
            {
                Cb[w]+=delta[w];
            }
        }
 
        iCalculations++;
    }
    for (int i = 0; i<size; i++)
    {
        Cb[i]/=2;
        cout << Cb[i] << endl;
    }
    system("pause");
    return 0;
}
Проблема в том, что часть значений считается правильно, а часть нет. Допустим для такой матрицы все значения должны получаться 1/2, а получилось, что 1 и 2 - нули, а 3 и 4 - 1/2. Не могли бы вы посмотреть, и сказать где я мог ошибиться при переделывании кода?
P.S. Использую функцию foreach из библиотеки boost (как можно обойтись без нее?).
Similar
Эксперт
41792 / 34177 / 6122
Регистрация: 12.04.2006
Сообщений: 57,940
08.07.2010, 14:18     Центральность графа (переделка с C#)
Посмотрите здесь:

Переделка кода - C++
Всем доброго времени суток!!! Вот мой код: #include &lt;string.h&gt; #define LEN 256 #include &lt;stdio.h&gt; #include &lt;ctype.h&gt; ...

Переделка программы в службу - C++
Приветствую всех, написал сетевую програмулину (оттестирована, возьмем за истину, что работает она стабильно и верно), решил попробовать...

Переделка сортировки Шелла - C++
Товарищи и друзья! Только не закидывайте меня тухлыми яйцами и не понижайте карму!:) Я нашел такую вещь, что здесь на форуме неправильно...

Переделка под указатели - C++
Имеем код: #include &lt;iostream&gt; #include &lt;math.h&gt; using namespace std; int sum1(int, int, int, int, int); int sum2(int, int,...

Переделка под Visual C++ - C++
Здравствуйте. Небольшая программа, писалась под Линуксом, теперь требуется переделать её в Visual C++. Ссылка на исходники:...

Переделка программы по заполнению массива - C++
Есть программа, которая заполняет массив по диагонали #include &lt;iostream.h&gt; #include &lt;iomanip.h&gt; int main() { const int...

После регистрации реклама в сообщениях будет скрыта и будут доступны все возможности форума.
uggway
219 / 133 / 9
Регистрация: 12.04.2010
Сообщений: 248
08.07.2010, 15:17     Центральность графа (переделка с C#) #2
Ну на первый взгляд:
C++
1
 for (int w = 0; w<size; w++)
в строке 87, нужно заменить на
C++
1
 for (int w = 0; w<v; w++)
т.к. в алгоритме foreach neighbor w of v do
Так же там нет проверки условия if(Adj[v][w]>0) (строка 89)
r4zieL
15 / 15 / 1
Регистрация: 24.01.2010
Сообщений: 46
08.07.2010, 21:08  [ТС]     Центральность графа (переделка с C#) #3
foreach в алгоритме ищет каждого соседа v, т.е. такие вершины, которые соединены ребром с v (в матрице смежности Adj должно стоять число, большее 0)
MoreAnswers
Эксперт
37091 / 29110 / 5898
Регистрация: 17.06.2006
Сообщений: 43,301
11.07.2010, 01:45     Центральность графа (переделка с C#)
Еще ссылки по теме:

Разработка классов. Переделка из процедурного программирования - C++
Имею отличный строчный калькулятор, сделанный через процедурное программирование, который мне надо реализовать через ООП - через класс. ...

Переделка англо-латинского словаря в латинско-английский - C++
Здравствуйте, уважаемые участники форума. Мне нужна ваша помощь вот по какой задаче с образовательного сайта: Однажды, разбирая...

Легкая переделка для использования с двумерным массивом - C++
Изначально писал прогу для использования с одномерным массивом, но возникла потребность в использовании функции для каждой строки...

Abstract Factory, переделка примера из книги Александреску с variadic templetes - C++
Александреску (&quot;Современное проектирование на С++&quot;), 9 глава. Там автор приводит очень интересный способ проектирования Abstract Factory. Я...

Конденсация графа - C++
Найти число компонент сильной связности, вот может быть кто-нибудь реализовывал нечто подобное?

Построение графа - C++
Помогите пожалуйста написать программу вот задание:Построить копию заданного графа. граф произвольный на ваш выбор. Добавлено через...


Искать еще темы с ответами

Или воспользуйтесь поиском по форуму:
r4zieL
15 / 15 / 1
Регистрация: 24.01.2010
Сообщений: 46
11.07.2010, 01:45  [ТС]     Центральность графа (переделка с C#) #4
В коде на с# используется функция TryGetValue для словаря. Как можно ее реализовать на с++?

Добавлено через 12 часов 18 минут
Таки сделал. Вот, если кому понадобится:
C++
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
#include <fstream>
#include <iostream>
#include <stack>
#include <vector>
#include <queue>
#include <map>
#include <boost\foreach.hpp>
#define foreach BOOST_FOREACH
 
using namespace std;
 
void Erase(queue<int> A)
{
    while(!A.empty())
        A.pop();
}
void Erase(stack<int> A)
{
    while(!A.empty())
        A.pop();
}
class BetweennessData 
{
public:
    double d;
    double sigma;
    vector<int> p;
    double delta;
 
    BetweennessData() 
    {
        d = -1;
        sigma = 0;
        delta = 0;
        p.clear();
    }
};
int main()
{
    int size = 4;
    double* Cb = new double[size];
    int **Adj;
    Adj = new int *[size];
    for(int i  = 0; i<size; i++)
    {
        Adj[i]=new int[size];
    }
    Adj[0][0]=0; Adj[0][1]=1;Adj[0][2]=0; Adj[0][3]=1;
    Adj[1][0]=1; Adj[1][2]=0;Adj[1][2]=1; Adj[1][3]=0;
    Adj[2][0]=0; Adj[2][1]=1;Adj[2][2]=0; Adj[2][3]=1;
    Adj[3][0]=1; Adj[3][2]=0;Adj[3][2]=1; Adj[3][3]=0;
    for (int i = 0; i<size; i++)
    {
        Cb[i]=0;
    }
    stack<int> S;
    map<int,vector<int>> P;
    queue<int> Q;
    map<int, BetweennessData> decorator;
    for( int s = 0; s<size; s++ )
    {
        decorator.clear();
        Erase(S);
        P.clear();
        Erase(Q);
        decorator[s].sigma = 1;
        decorator[s].d = 0;
        Q.push(s);
 
        while (!Q.empty())
        {
            int v = Q.front();
            Q.pop();
            S.push(v);
 
            for (int w = 0; w<size; w++)
            {
                if(Adj[v][w]>0)
                {
                    // w found for the first time?
 
                    if (decorator[w].d < 0)
                    {
                        Q.push(w);
                        decorator[w].d = decorator[v].d + 1;
                    }
 
                    // Shortest path to w via v?
 
                    if (decorator[w].d == decorator[v].d + 1)
                    {
                        decorator[w].sigma += decorator[v].sigma;
                        decorator[w].p.push_back(v);
                    }
                }
            }
        }
        while (!S.empty())
        {
            int w = S.top();
            S.pop();
            foreach(int v,decorator[w].p)
            {
                decorator[v].delta +=(decorator[v].sigma /decorator[w].sigma )* ( 1.0 + decorator[w].delta );
            }
            if (w != s)
            {
                Cb[w]+=decorator[w].delta;
            }
        }
    }
    for (int i = 0; i<size; i++)
    {
        Cb[i]/=2;
        cout << Cb[i] << endl;
    }
    system("pause");
    return 0;
}
Yandex
Объявления
11.07.2010, 01:45     Центральность графа (переделка с C#)
Ответ Создать тему
Опции темы

КиберФорум - форум программистов, компьютерный форум, программирование
Powered by vBulletin® Version 3.8.9
Copyright ©2000 - 2017, vBulletin Solutions, Inc.
Рейтинг@Mail.ru