nsz Git - libfirm/blob - ir/adt/bipartite.c

   1
   2 #include <stdio.h>
   3 #include <assert.h>
   4
   5 #include "bitset.h"
   6 #include "bipartite.h"
   7 #include "xmalloc.h"
   8
   9 struct _bipartite_t {
  10         int n_left, n_right;
  11         bitset_t **adj;
  12 };
  13
  14 bipartite_t *bipartite_new(int n_left, int n_right)
  15 {
  16         int i;
  17         bipartite_t *gr = xmalloc(sizeof(*gr) + n_left * sizeof(void *));
  18         memset(gr, 0, sizeof(*gr));
  19
  20         gr->n_left = n_left;
  21         gr->n_right = n_right;
  22         gr->adj = (bitset_t**)(gr + 1);
  23
  24         for(i = 0; i < n_left; ++i)
  25                 gr->adj[i] = bitset_malloc(n_right);
  26
  27         return gr;
  28 }
  29
  30 void bipartite_free(bipartite_t *gr)
  31 {
  32         int i;
  33         for(i = 0; i < gr->n_left; ++i)
  34                 bitset_free(gr->adj[i]);
  35         free(gr);
  36 }
  37
  38 void bipartite_add(bipartite_t *gr, int i, int j)
  39 {
  40         assert(i < gr->n_left && j < gr->n_right);
  41         bitset_set(gr->adj[i], j);
  42 }
  43
  44 void bipartite_remv(bipartite_t *gr, int i, int j)
  45 {
  46         assert(i < gr->n_left && j < gr->n_right);
  47         bitset_clear(gr->adj[i], j);
  48 }
  49
  50 int bipartite_adj(const bipartite_t *gr, int i, int j)
  51 {
  52         assert(i < gr->n_left && j < gr->n_right);
  53         return bitset_is_set(gr->adj[i], j);
  54 }
  55
  56 static int apply_alternating_path(const bipartite_t *gr, int *matching,
  57                 bitset_t *matched_left, bitset_t *matched_right)
  58 {
  59         int left, right;
  60         int done_something = 0;
  61         bitset_t *tmp = bitset_alloca(gr->n_right);
  62
  63         for(left = 0; left < gr->n_left; ++left) {
  64                 bitset_t *left_adj = gr->adj[left];
  65                 int i;
  66
  67                 bitset_copy(tmp, left_adj);
  68
  69                 if(matching[left] >= 0) {
  70                         int old_right = matching[left];
  71
  72                         /* Check of all neighbors of the left node are already matched.
  73                          * We cannot improve this edge then. */
  74                         if(bitset_contains(left_adj, matched_right))
  75                                 continue;
  76
  77                         bitset_andnot(tmp, matched_right);
  78                         right = bitset_next_set(tmp, 0);
  79
  80                         assert(right != -1);
  81
  82                         /*
  83                                 We have to find another left node which has the old right one as a neighbor.
  84                                 This node must not be part of a matching
  85                         */
  86                         for(i = 0; i < gr->n_left; ++i)
  87                                 if(i != left && bitset_is_set(gr->adj[i], old_right) && !bitset_is_set(matched_left, i))
  88                                         break;
  89
  90                         /* If no such node can be found, exit. */
  91                         if(i >= gr->n_left)
  92                                 continue;
  93
  94                         /* Else, we can improve this edge. */
  95                         matching[left] = right;
  96                         matching[i] = old_right;
  97                         bitset_set(matched_left, i);
  98                         bitset_set(matched_right, right);
  99                         done_something = 1;
 100                 }
 101
 102
 103                 /* We have to create a new single edge */
 104                 else {
 105                         assert(!bitset_is_set(matched_left, left));
 106
 107                         bitset_andnot(tmp, matched_right);
 108                         if(bitset_popcnt(tmp) == 0)
 109                                 continue;
 110
 111                         right = bitset_min(tmp);
 112                         assert(!bitset_is_set(matched_right, right));
 113                         matching[left] = right;
 114                         bitset_set(matched_left, left);
 115                         bitset_set(matched_right, right);
 116                         done_something = 1;
 117                 }
 118         }
 119
 120         return done_something;
 121 }
 122
 123 void bipartite_matching(const bipartite_t *gr, int *matching)
 124 {
 125         bitset_t *matched_left = bitset_alloca(gr->n_left);
 126         bitset_t *matched_right = bitset_alloca(gr->n_right);
 127
 128         memset(matching, -1, gr->n_left * sizeof(int));
 129         while(apply_alternating_path(gr, matching, matched_left, matched_right));
 130 }
 131
 132 void bipartite_dump(FILE *f, const bipartite_t *gr)
 133 {
 134         int i;
 135
 136         for(i = 0; i < gr->n_left; ++i) {
 137                 bitset_fprint(f, gr->adj[i]);
 138                 fprintf(f, "\n");
 139         }
 140 }